Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd
Продолжено изучение обратимого структурного превращения гистерезисного типа, обнаруженного ранее авторами в сплаве In-4,3 ат.% Cd при низкотемпературном термоциклировании. В области гистерезиса (150-290 К)зарегистрирована ярко выраженная нестабильность макрофизических характеристик сплава, которая п...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2002 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2002
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130224 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd / С.В. Лубенец, В.Д. Нацик, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Паль-Валь, Л.С. Фоменко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 6. — С. 653-666. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130224 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Лубенец, С.В. Нацик, В.Д. Паль-Валь, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Фоменко, Л.С. 2018-02-09T10:14:24Z 2018-02-09T10:14:24Z 2002 Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd / С.В. Лубенец, В.Д. Нацик, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Паль-Валь, Л.С. Фоменко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 6. — С. 653-666. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 62.65.+k, 72.15.Eb, 81.30.Bx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130224 Продолжено изучение обратимого структурного превращения гистерезисного типа, обнаруженного ранее авторами в сплаве In-4,3 ат.% Cd при низкотемпературном термоциклировании. В области гистерезиса (150-290 К)зарегистрирована ярко выраженная нестабильность макрофизических характеристик сплава, которая проявлялась как временная зависимость динамического модуля Юнга и электросопротивления образцов при постоянной температуре, зафиксированная на стадии охлаждения или отогрева. Кинетические эффекты детально изучены вблизи границ гистерезиса, где они выражены наиболее отчетливо. Менее отчетливо выраженные признаки структурного превращения обнаружены на температурной зависимости микротвердости сплава. Установлено, что структурное превращение контролируется термоактивированными процессами с несколькими характерными временами релаксации: аналитический вид кинетических кривых и температурная зависимость времен релаксации существенно отличаются для прямого (при охлаждении) и обратного (при нагреве) превращений. Обсуждены аналогии и различия данного превращения с известными в физике сплавов процессами структурных перестроек. Обсуждена также связь изученного структурного превращения с фазовой диаграммой системы In-Cd. The reversible structural transformation of the hysteretic type observed previously by the authors in the In–4.3 at. %Cd alloy on low-temperature thermocycling is investigated further. In the hysteresis region (150–290 K) a pronounced instability of the macroscopic characteristics of the alloy is observed, which is manifested as time dependence of the dynamic Young’s modulus and resistivity of the samples at a constant temperature fixed during the cooling or heating run. The kinetic effects are investigated in detail near the boundaries of the hysteresis, where they are most clearly expressed. Less clear signs of the structural transformation are observed on the temperature dependence of the microhardness of the alloy. It is found that the structural transformation is governed by thermally activated processes with several characteristic relaxation times: the analytical form of the kinetic curves and the temperature dependence of the relaxation times are substantially different for the direct (on cooling) and reverse (on heating) transformations. Similarities and differences between this transformation and the known structural rearrangement processes in the physics of alloys are discussed. The structural transformation investigated here is also discussed in relation to the phase diagram of the In–Cd system. Работа выполнена при частичной поддержке Швейцарского национального научного фонда, Грант №7UKPJ048645. Авторы выражают признательность проф. Г. Косторцу и Ю. А. Похилу за полезные обсуждения результатов работы. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпературная физика пластичности и прочности Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd Kinetics of the low-temperature structural transformation in the In–4.3 at. % Cd solid solution Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd |
| spellingShingle |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd Лубенец, С.В. Нацик, В.Д. Паль-Валь, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Фоменко, Л.С. Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| title_short |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd |
| title_full |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd |
| title_fullStr |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd |
| title_full_unstemmed |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd |
| title_sort |
кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе in-4,3 ат.% сd |
| author |
Лубенец, С.В. Нацик, В.Д. Паль-Валь, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Фоменко, Л.С. |
| author_facet |
Лубенец, С.В. Нацик, В.Д. Паль-Валь, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Фоменко, Л.С. |
| topic |
Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| topic_facet |
Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| publishDate |
2002 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Kinetics of the low-temperature structural transformation in the In–4.3 at. % Cd solid solution |
| description |
Продолжено изучение обратимого структурного превращения гистерезисного типа, обнаруженного ранее авторами в сплаве In-4,3 ат.% Cd при низкотемпературном термоциклировании. В области гистерезиса (150-290 К)зарегистрирована ярко выраженная нестабильность макрофизических характеристик сплава, которая проявлялась как временная зависимость динамического модуля Юнга и электросопротивления образцов при постоянной температуре, зафиксированная на стадии охлаждения или отогрева. Кинетические эффекты детально изучены вблизи границ гистерезиса, где они выражены наиболее отчетливо. Менее отчетливо выраженные признаки структурного превращения обнаружены на температурной зависимости микротвердости сплава. Установлено, что структурное превращение контролируется термоактивированными процессами с несколькими характерными временами релаксации: аналитический вид кинетических кривых и температурная зависимость времен релаксации существенно отличаются для прямого (при охлаждении) и обратного (при нагреве) превращений. Обсуждены аналогии и различия данного превращения с известными в физике сплавов процессами структурных перестроек. Обсуждена также связь изученного структурного превращения с фазовой диаграммой системы In-Cd.
The reversible structural transformation of the hysteretic type observed previously by the authors in the In–4.3 at. %Cd alloy on low-temperature thermocycling is investigated further. In the hysteresis region (150–290 K) a pronounced instability of the macroscopic characteristics of the alloy is observed, which is manifested as time dependence of the dynamic Young’s modulus and resistivity of the samples at a constant temperature fixed during the cooling or heating run. The kinetic effects are investigated in detail near the boundaries of the hysteresis, where they are most clearly expressed. Less clear signs of the structural transformation are observed on the temperature dependence of the microhardness of the alloy. It is found that the structural transformation is governed by thermally activated processes with several characteristic relaxation times: the analytical form of the kinetic curves and the temperature dependence of the relaxation times are substantially different for the direct (on cooling) and reverse (on heating) transformations. Similarities and differences between this transformation and the known structural rearrangement processes in the physics of alloys are discussed. The structural transformation investigated here is also discussed in relation to the phase diagram of the In–Cd system.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130224 |
| citation_txt |
Кинетика низкотемпературного структурного превращения в твердом растворе In-4,3 ат.% Сd / С.В. Лубенец, В.Д. Нацик, Л.Н. Паль-Валь, П.П. Паль-Валь, Л.С. Фоменко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 6. — С. 653-666. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT lubenecsv kinetikanizkotemperaturnogostrukturnogoprevraŝeniâvtverdomrastvorein43atsd AT nacikvd kinetikanizkotemperaturnogostrukturnogoprevraŝeniâvtverdomrastvorein43atsd AT palʹvalʹln kinetikanizkotemperaturnogostrukturnogoprevraŝeniâvtverdomrastvorein43atsd AT palʹvalʹpp kinetikanizkotemperaturnogostrukturnogoprevraŝeniâvtverdomrastvorein43atsd AT fomenkols kinetikanizkotemperaturnogostrukturnogoprevraŝeniâvtverdomrastvorein43atsd AT lubenecsv kineticsofthelowtemperaturestructuraltransformationinthein43atcdsolidsolution AT nacikvd kineticsofthelowtemperaturestructuraltransformationinthein43atcdsolidsolution AT palʹvalʹln kineticsofthelowtemperaturestructuraltransformationinthein43atcdsolidsolution AT palʹvalʹpp kineticsofthelowtemperaturestructuraltransformationinthein43atcdsolidsolution AT fomenkols kineticsofthelowtemperaturestructuraltransformationinthein43atcdsolidsolution |
| first_indexed |
2025-11-25T18:39:14Z |
| last_indexed |
2025-11-25T18:39:14Z |
| _version_ |
1850521504450609152 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6, c. 653–666
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî
ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå In–4,3 àò.% Ñd
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü,
Ë. Ñ. Ôîìåíêî
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á. È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail:palval@ilt.kharkov.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 27 ôåâðàëÿ 2002 ã.
Ïðîäîëæåíî èçó÷åíèå îáðàòèìîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ ãèñòåðåçèñíîãî òèïà,
îáíàðóæåííîãî ðàíåå àâòîðàìè â ñïëàâå In–4,3 àò.% Cd ïðè íèçêîòåìïåðàòóðíîì òåðìî-
öèêëèðîâàíèè. Â îáëàñòè ãèñòåðåçèñà (150–290 Ê) çàðåãèñòðèðîâàíà ÿðêî âûðàæåííàÿ
íåñòàáèëüíîñòü ìàêðîôèçè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñïëàâà, êîòîðàÿ ïðîÿâëÿëàñü êàê âðåìåí-
íàÿ çàâèñèìîñòü äèíàìè÷åñêîãî ìîäóëÿ Þíãà è ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ îáðàçöîâ ïðè
ïîñòîÿííîé òåìïåðàòóðå, çàôèêñèðîâàííàÿ íà ñòàäèè îõëàæäåíèÿ èëè îòîãðåâà. Êèíåòè-
÷åñêèå ýôôåêòû äåòàëüíî èçó÷åíû âáëèçè ãðàíèö ãèñòåðåçèñà, ãäå îíè âûðàæåíû íàèáîëåå
îò÷åòëèâî. Ìåíåå îò÷åòëèâî âûðàæåííûå ïðèçíàêè ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ îáíàðóæå-
íû íà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ìèêðîòâåðäîñòè ñïëàâà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ñòðóêòóðíîå
ïðåâðàùåíèå êîíòðîëèðóåòñÿ òåðìîàêòèâèðîâàííûìè ïðîöåññàìè ñ íåñêîëüêèìè õàðàêòåð-
íûìè âðåìåíàìè ðåëàêñàöèè: àíàëèòè÷åñêèé âèä êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ è òåìïåðàòóðíàÿ
çàâèñèìîñòü âðåìåí ðåëàêñàöèè ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ äëÿ ïðÿìîãî (ïðè îõëàæäåíèè)
è îáðàòíîãî (ïðè íàãðåâå) ïðåâðàùåíèé. Îáñóæäåíû àíàëîãèè è ðàçëè÷èÿ äàííîãî ïðå-
âðàùåíèÿ ñ èçâåñòíûìè â ôèçèêå ñïëàâîâ ïðîöåññàìè ñòðóêòóðíûõ ïåðåñòðîåê. Îáñóæäå-
íà òàêæå ñâÿçü èçó÷åííîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ ñ ôàçîâîé äèàãðàììîé ñèñòåìû
In–Cd.
Ïðîäîâæåíî âèâ÷åííÿ îáîðîòíîãî ñòðóêòóðíîãî ïåðåòâîðåííÿ ãiñòåðåçèñíîãî òèïó,
âèÿâëåíîãî ðàíiøå àâòîðàìè ó ñïëàâi In–4,3 àò.% Cd ïðè íèçüêîòåìïåðàòóðíîìó òåðìîöè-
êëþâàííi.  çîíi ãiñòåðåçèñó (150–290 Ê) çàðåºñòðîâàío ÿñêðàâî âèðàæåíó íåñòàáiëüíiñòü
ìàêðîôiçè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ñïëàâó, ùî âèÿâëÿëàñÿ ÿê çàëåæíiñòü âiä ÷àñó äèíàìi÷íîãî
ìîäóëÿ Þíãà é åëåêòðîîïîðó çðàçêiâ ïðè ïîñòiéíié òåìïåðàòóði, çàôiêñîâàíà íà ñòàäi¿
îõîëîäæåííÿ àáî âiäiãðiâàííÿ. Êiíåòè÷íi åôåêòè äåòàëüíî âèâ÷åíî ïîáëèçó ãðàíèöü
ãiñòåðåçèñó, äå âîíè âèðàæåíi íàéáiëüø ÷iòêî. Ìåíø ÷iòêî âèðàæåíi îçíàêè ñòðóêòóðíîãî
ïåðåòâîðåííÿ âèÿâëåíî íà òåìïåðàòóðíié çàëåæíîñòi ìiêðîòâåðäîñòi ñïëàâó. Óñòàíîâëåíî,
ùî ñòðóêòóðíå ïåðåòâîðåííÿ êîíòðîëþºòüñÿ òåðìîàêòèâîâàíèìè ïðîöåñàìè ç äåêiëüêîìà
õàðàêòåðíèìè ÷àñàìè ðåëàêñàöi¿: àíàëiòè÷íèé âèä êiíåòè÷íèõ êðèâèõ i òåìïåðàòóðíà
çàëåæíiñòü ÷àñiâ ðåëàêñàöi¿ iñòîòíî âiäðiçíÿþòüñÿ äëÿ ïðÿìîãî (ïðè îõîëîäæåííi) i
çâîðîòíîãî (ïðè âiäiãðiâàííi) ïåðåòâîðåíü. Îáãîâîðåíî àíàëîãi¿ é ðîçõîäæåííÿ äàíîãî
ïåðåòâîðåííÿ ç âiäîìèìè ó ôiçèöi ñïëàâiâ ïðîöåñàìè ñòðóêòóðíèõ ïåðåáóäîâ. Îáãîâîðåíî
òàêîæ çâ’ÿçîê âèâ÷åíîãî ñòðóêòóðíîãî ïåðåòâîðåííÿ ç ôàçîâîþ äiàãðàìîþ ñèñòåìè In–Cd.
PACS: 62.65.+k, 72.15.Eb, 81.30.Bx
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ââåäåíèå
Òâåðäûå ðàñòâîðû çàìåùåíèÿ In–Cd ñ êîíöåíò-
ðàöèåé êàäìèÿ 4 àò.% < c < 5,9 àò.% ïðè îõëàæ-
äåíèè ïðåòåðïåâàþò îáðàòèìîå ñòðóêòóðíîå ïðå-
âðàùåíèå ìàðòåíñèòíîãî òèïà, ïðè êîòîðîì âûñîêî-
òåìïåðàòóðíàÿ ÃÖÊ ôàçà ïåðåõîäèò â íèçêîòåìïå-
ðàòóðíóþ ôàçó ñ ÃÖÒ ðåøåòêîé, óíàñëåäîâàííîé
© Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî, 2002
îò èíäèÿ [1–4]. Òåìïåðàòóðà ïðåâðàùåíèÿ Ms
ñèëüíî çàâèñèò îò êîíöåíòðàöèè êàäìèÿ c è
óìåíüøàåòñÿ îò Ms ≈ 421 Ê ïðè c = 4 àò.% äî
Ms ≈ 293 K ïðè c = 5,9 àò.%. Ïðåâðàùåíèå ïðî-
òåêàåò â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå ïîðÿäêà 10 Ê.
Íàñêîëüêî íàì èçâåñòíî, ôàçîâàÿ äèàãðàììà
ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå êîìíàòíîé íå èññëåäîâà-
ëàñü è â ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêàõ[1–4] îáîçíà÷å-
íà óñëîâíî.
Íåäàâíî íàìè áûëî ïîêàçàíî [5,6], ÷òî ìàð-
òåíñèòíàÿ ôàçà íåóñòîé÷èâà ïðè íèçêèõ òåìïå-
ðàòóðàõ. Òàê, ñïëàâ In–4,3 àò.% Cd ïðè íèçêî-
òåìïåðàòóðíîì òåðìîöèêëèðîâàíèè ñ êîíå÷íîé
ñêîðîñòüþ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû èñïûòûâàåò
îáðàòèìîå ñòðóêòóðíîå ïðåâðàùåíèå, êîòîðîå ñî-
ïðîâîæäàåòñÿ ãèñòåðåçèñîì è îò÷åòëèâî ôèêñèðó-
åòñÿ â èçìåðåíèÿõ àêóñòè÷åñêèõ, ìèêðîìåõàíè-
÷åñêèõ è ðåçèñòèâíûõ ñâîéñòâ. Òåìïåðàòóðíûå
ãðàíèöû ãèñòåðåçèñà çàâèñÿò îò ñêîðîñòè òåðìî-
öèêëèðîâàíèÿ è ñîñòàâëÿþò ïðèáëèçèòåëüíî 130–
290 Ê, ïî äàííûì àêóñòè÷åñêèõ èçìåðåíèé, è
175–290 Ê, ïî äàííûì ðåçèñòîìåòðè÷åñêèõ èçìå-
ðåíèé. Ïðåâðàùåíèå èìååò ÿâíî èçîòåðìè÷åñêèé
õàðàêòåð: â ïðåäåëàõ ïåòëè ãèñòåðåçèñà êàê ïðè
ïðÿìîì (âî âðåìÿ îõëàæäåíèÿ), òàê è ïðè îáðàò-
íîì (ïðè îòîãðåâå) ïåðåõîäå ìîäóëü Þíãà è
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå ñóùåñòâåííî çàâèñÿò îò
âðåìåíè âûäåðæêè îáðàçöà ïðè ôèêñèðîâàííîé
òåìïåðàòóðå. Ìèêðîñêîïè÷åñêàÿ êàðòèíà äàííîãî
ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â íàñòîÿùåå âðåìÿ îñ-
òàåòñÿ íåâûÿñíåííîé.
Öåëüþ ïðåäñòàâëåííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ äåòàëü-
íîå èññëåäîâàíèå êèíåòèêè ïðîöåññîâ ïåðåõîäà
ìàðòåíñèòíîé ôàçû òâåðäîãî ðàñòâîðà In–4,3 àò.%
Cd èç ìåòàñòàáèëüíîãî â ðàâíîâåñíîå ñîñòîÿíèå â
îáëàñòè ïåòëè ãèñòåðåçèñà, â ÷àñòíîñòè âáëèçè åå
ãðàíèö. Êèíåòèêà óñòàíîâëåíèÿ ðàâíîâåñèÿ èçó-
÷åíà ïóòåì èçìåðåíèÿ âðåìåííûõ çàâèñèìîñòåé
äèíàìè÷åñêîãî ìîäóëÿ Þíãà è ýëåêòðîñîïðî-
òèâëåíèÿ. Ýòè äàííûå äîïîëíåíû èçìåðåíèÿìè
òåìïåðàòóðíîé è êîíöåíòðàöèîííîé çàâèñèìîñòåé
ìèêðîòâåðäîñòè òâåðäûõ ðàñòâîðîâ In–Cd ñ êîíöåíò-
ðàöèåé êàäìèÿ c < 5,9 àò.%. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòà-
òû íåîáõîäèìû äëÿ àíàëèçà ìèêðîñêîïè÷åñêèõ
ïðîöåññîâ, îïðåäåëÿþùèõ íèçêîòåìïåðàòóðíóþ
ñòðóêòóðíóþ íåñòàáèëüíîñòü òâåðäûõ ðàñòâîðîâ
In–Cd. Êðîìå òîãî, îíè ìîãóò áûòü ïîëåçíû äëÿ
óòî÷íåíèÿ íèçêîòåìïåðàòóðíîé ÷àñòè äèàãðàììû
ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû In–Cd.
1. Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà
Áèíàðíûå ñïëàâû In– ñ àò.% Cd (c = 1,5, 3 è
4,3) ïîëó÷àëè ñïëàâëåíèåì íà âîçäóõå â àëóíäî-
âîì òèãëå íàâåñîê èíäèÿ è êàäìèÿ ÷èñòîòîé
99,999%. Ïåðåãðåòûé ïðèìåðíî íà 20°C âûøå
òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ ðàñïëàâ âûëèâàëè íà ïî-
âåðõíîñòü ñòàëüíîé èëè êåðàìè÷åñêîé ïëèòû. Ïî-
ëó÷åííûé ñëèòîê ïðåäñòàâëÿë ñîáîþ êðóïíî-
çåðíèñòûé ïîëèêðèñòàëë (ñðåäíèé äèàìåòð çåðíà
∼ 0,3 ìì). Êîíöåíòðàöèþ êàäìèÿ â ñëèòêå îïðå-
äåëÿëè ìåòîäîì õèìè÷åñêîãî àíàëèçà.
×àñòü ñëèòêà ñ ïîìîùüþ ïðîêàòêè è êîâêè
äîâîäèëè äî çàãîòîâîê êâàäðàòíîãî ñå÷åíèÿ
(∼ 2×2 ìì èëè ∼ 0,9×0,9 ìì), îò êîòîðûõ îòðåçàëè
îáðàçöû íåîáõîäèìûõ ðàçìåðîâ. Äëÿ àêóñòè-
÷åñêèõ èçìåðåíèé áûëè èñïîëüçîâàíû îáðàçöû
ðàçìåðîì 2×2×7,5 ìì, èõ òîðöû ïðèòèðàëè ïåðå-
íäèêóëÿðíî äëèííîé îñè îáðàçöà íà ñòàëüíîé ïëèòå
ñ ìåëêîçåðíèñòûì àáðàçèâîì. Îáðàçöû äëÿ ðåçèñ-
òèâíûõ èçìåðåíèé èìåëè ðàçìåðû 0,9×0,9×23 ìì.
Ïîâåðõíîñòü îáðàçöîâ äëÿ ìèêðîìåõàíè÷åñêèõ
èçìåðåíèé ïîëèðîâàëè â ðàñòâîðå ñîëÿíîé êèñëî-
òû è ïåðåêèñè âîäîðîäà. Äðóãèå äåòàëè ïðèãîòîâ-
ëåíèÿ îáðàçöîâ è èçìåðåíèé òåìïåðàòóðíîé çàâè-
ñèìîñòè ìèêðîòâåðäîñòè áîëåå ïîäðîáíî îïèñàíû
â [7].
Èçó÷åíèå ìîðôîëîãèè çåðåí ìàðòåíñèòíîé ôà-
çû ïîêàçàëî, ÷òî îíè ñîñòîÿò èç òîíêèõ äîìåíîâ,
ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà ìåæäó êîòîðûìè ÿâëÿþòñÿ
äâîéíèêîâûìè ãðàíèöàìè. Òàêàÿ ìèêðîñòðóêòó-
ðà è êðèñòàëëîãðàôè÷åñêàÿ ðàçîðèåíöèÿ äîìå-
íîâ, êàê ïðàâèëî, îáóñëîâëèâàþò ðÿä èíòåðåñíûõ
îñîáåííîñòåé íåóïðóãîé äåôîðìàöèè ñïëàâà, â
÷àñòíîñòè ñâåðõóïðóãîñòü, âûñîêîå äåìïôèðîâà-
íèå ìåõàíè÷åñêèõ êîëåáàíèé è äð.
Àêóñòè÷åñêèå ñâîéñòâà (ëîãàðèôìè÷åñêèé äåê-
ðåìåíò êîëåáàíèé δ è äèíàìè÷åñêèé ìîäóëü Þíãà
Å) èçó÷àëè ìåòîäîì äâóõêîìïîíåíòíîãî ñîñòàâíî-
ãî âèáðàòîðà [8] íà ÷àñòîòå ñòîÿ÷èõ ïðîäîëüíûõ
âîëí ∼ 75 êÃö ïðè ïîñòîÿííîé àìïëèòóäå àêóñòè-
÷åñêîé äåôîðìàöèè ε0 = 2⋅10−7 â àìïëèòóäíî íå-
çàâèñèìîé îáëàñòè.
Ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå ρ èçìåðÿëè íà ïîñòîÿí-
íîì òîêå, èñïîëüçóÿ ñòàíäàðòíûé ÷åòûðåõçîíäî-
âûé ìåòîä. Ðàññåèâàåìàÿ íà îáðàçöå ìîùíîñòü íå
ïðåâûøàëà 2⋅10−5 Âò. Äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ
ïàðàçèòíûõ ýäñ èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëè ïðè äâóõ
ïðîòèâîïîëîæíûõ íàïðàâëåíèÿõ òðàíñïîðòíîãî
òîêà. Ñ öåëüþ óñòàíîâëåíèÿ òåìïåðàòóðíûõ ãðà-
íèö ñòðóêòóðíîé íåñòàáèëüíîñòè ñïëàâà èçó÷àëè
òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè δ, E è ρ, êîòîðûå
ïîëó÷àëè â ïðîöåññå èçîõðîííîãî òåðìîöèêëèðî-
âàíèÿ â èíòåðâàëå 320–5,5–320 Ê ñî ñðåäíåé ñêî-
ðîñòüþ îõëàæäåíèÿ (íàãðåâà) 0,25–1 Ê/ìèí.
Òåìïåðàòóðó îáðàçöà èçìåíÿëè, èñïîëüçóÿ äâóõ-
ñòóïåí÷àòóþ «ñòàíäàðòíóþ» ïðîöåäóðó: ñíà÷àëà
ïîíèæàëè (ïîâûøàëè) ñî ñêîðîñòüþ 0,5–2 Ê/ìèí,
çàòåì ïîääåðæèâàëè â òå÷åíèå 10–2,5 ìèí íåèç-
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
654 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
ìåííîé è ïîñëå ýòîãî ïðîèçâîäèëè èçìåðåíèå âå-
ëè÷èí δ, E è ρ.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ êèíåòèêè ïåðåõîäà èç îäíî-
ãî ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ â äðóãîå èçìåðÿëè èçî-
òåðìè÷åñêèå âðåìåííûå çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñ-
êîãî ìîäóëÿ Þíãà è ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ïðè
ôèêñèðîâàííûõ òåìïåðàòóðàõ â ïðåäåëàõ ïåòëè
ãèñòåðåçèñà. Ïðè èçó÷åíèè êèíåòèêè «ïðÿìîãî»
ïðåâðàùåíèÿ èç âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî â íèçêî-
òåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå îáðàçöû îõëàæäàëè ñî
ñðåäíåé ñêîðîñòüþ 2 Ê/ìèí îò êîìíàòíîé òåìïå-
ðàòóðû äî îäíîé èç òåìïåðàòóð èçìåðåíèé (250,
240, 230, 220, 210, 205, 200, 190 è 175 Ê). Äëÿ
èçó÷åíèÿ êèíåòèêè «îáðàòíîãî» ïðåâðàùåíèÿ îá-
ðàçöû ïðåäâàðèòåëüíî âûäåðæèâàëè â òå÷åíèå
øåñòè ÷àñîâ ïðè òåìïåðàòóðå 200 Ê äî óñòàíîâëå-
íèÿ ðàâíîâåñíîãî íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóð-
íîãî ñîñòîÿíèÿ, à çàòåì îòîãðåâàëè ñî ñðåäíåé
ñêîðîñòüþ 1 Ê/ìèí äî îäíîé èç òåìïåðàòóð èçìå-
ðåíèÿ – 265, 275 è 280 Ê.
Âåëè÷èíó ìèêðîòâåðäîñòè ïî Âèêêåðñó HV èç-
ìåðÿëè â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 77–300 Ê ïðè
íàãðóçêå íà èíäåíòîð 0,046 Í, âðåìÿ èíäåíòèðî-
âàíèÿ ñîñòàâëÿëî 10 ñ. Ïðè èçó÷åíèè çàâèñèìîñòè
HV òåìïåðàòóðó îáðàçöà èçìåíÿëè ñî ñêîðîñòüþ 1
Ê/ìèí èëè ñòàáèëèçèðîâàëè â âûáðàííûõ òåìïå-
ðàòóðíûõ òî÷êàõ íà íåêîòîðîå âðåìÿ.  ïîñëåä-
íåì ñëó÷àå íàíîñèëè 10 îòïå÷àòêîâ è îïðåäåëÿëè
ñðåäíåå çíà÷åíèå äèàãîíàëè îòïå÷àòêà (è, ñîîò-
âåòñòâåííî, òâåðäîñòè) ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå, â
òî âðåìÿ êàê â ðåæèìå äðåéôà êàæäîé òåìïåðàòó-
ðå îòâå÷àë îäèí îòïå÷àòîê, à óñðåäíåíèå äëèí
äèàãîíàëåé (çíà÷åíèé òâåðäîñòè) ïðîâîäèëè ïî
èíòåðâàëó òåìïåðàòóð ∆T = 5 Ê. Ïîëó÷åííîå çíà-
÷åíèå ïðèïèñûâàëè òåìïåðàòóðå ñåðåäèíû èíòåð-
âàëà.
2. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ
2.1. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü
àêóñòè÷åñêîãî ïîãëîùåíèÿ (âíóòðåííåãî
òðåíèÿ) è äèíàìè÷åñêîãî ìîäóëÿ Þíãà
Òèïè÷íûå òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ëîãà-
ðèôìè÷åñêîãî äåêðåìåíòà çàòóõàíèé δ è äèíàìè-
÷åñêîãî ìîäóëÿ Þíãà E, ïîëó÷åííûå â èíòåðâàëå
òåìïåðàòóð 300–5,5–300 Ê ïðè èçîõðîííîì òåð-
ìîöèêëèðîâàíèè îáðàçöà ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd
ñî ñðåäíåé ñêîðîñòüþ 0,5 Ê/ìèí, ïîêàçàíû íà
ðèñ. 1. Áîëüøèå çíà÷åíèÿ äåêðåìåíòà (δ > 5⋅10−3)
â äîñòàòî÷íî ïðîòÿæåííîì èíòåðâàëå íèçêèõ òåì-
ïåðàòóð ñâèäåòåëüñòâóþò î òîì, ÷òî äàííûé ñïëàâ
îòíîñèòñÿ ê âûñîêîäåìïôèðóþùèì ìàòåðèàëàì.
Çàâèñèìîñòü δ(T) îáíàðóæèâàåò íåìîíîòîííîå ïî-
âåäåíèå (ðèñ. 1,à): äåêðåìåíò ðåçêî óìåíüøàåòñÿ
ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû îò 300 äî 200 Ê,
äîñòèãàåò ìèíèìóìà ïðè T ≈ 125 Ê, çàòåì óâåëè-
÷èâàåòñÿ, äîñòèãàåò ìàêñèìóìà ïðè T ≈ 12 Ê,
ïîñëå êîòîðîãî íàìå÷àåòñÿ åãî óìåíüøåíèå. Ïðè
îòîãðåâå çàâèñèìîñòü δ(T) íå ïîëíîñòüþ ïîâòîðÿåò
êðèâóþ, ïîëó÷åííóþ ïðè îõëàæäåíèè: çíà÷åíèå
äåêðåìåíòà â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 200–270 Ê
îêàçûâàåòñÿ âûøå. Ìàêñèìàëüíûé ðàçìåð ïåòëè
ãèñòåðåçèñà ïî âåðòèêàëè íàáëþäàåòñÿ ïðè 250 Ê
è ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 25% îò âåëè÷èíû ïîãëîùå-
íèÿ, èçìåðåííîé ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû.
Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü äèíàìè÷åñêîãî ìî-
äóëÿ Þíãà E òàêæå ÿâëÿåòñÿ íåìîíîòîííîé è
îáíàðóæèâàåò øèðîêèé ãèñòåðåçèñ ñ ãðàíèöàìè
130–290 Ê (ðèñ. 1,á). Â îáëàñòè ãèñòåðåçèñà ìî-
äóëü Þíãà è äåêðåìåíò èìåþò áîëåå âûñîêèå
çíà÷åíèÿ ïðè îòîãðåâå: ìàêñèìàëüíîå ðàçëè÷èå
äîñòèãàåòñÿ ïðè T ≈ 250 Ê è ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî
10%, ÷òî ïðåäñòàâëÿåò çíà÷èòåëüíûé ýôôåêò äëÿ
ìîäóëÿ óïðóãîñòè. Íà çàâèñèìîñòè E(T) êàê ïðè
îõëàæäåíèè, òàê è ïðè íàãðåâå âáëèçè 190 Ê
âûÿâëÿåòñÿ õîðîøî âûðàæåííàÿ àíîìàëèÿ â âèäå
ðàçìûòîé ñòóïåíüêè ñ ïîëîæèòåëüíîé ïðîèçâîä-
íîé dE/dT.
Ðèñ. 1. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè äåêðåìåíòà δ (a)
è äèíàìè÷åñêîãî ìîäóëÿ Þíãà E (á) ïðè îäíîêðàòíîì
èçîõðîííîì òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî ñðåäíåé ñêîðîñòüþ
0,5 Ê/ìèí: (∆, ▲) — In–4,3 àò.% Cd; (◆ ,● ) — ÷èñ-
òûé In; ñâåòëûå ñèìâîëû — îõëàæäåíèå, òåìíûå —
îòîãðåâ îáðàçöà.
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 655
Ãèñòåðåçèñíûå ïåòëè íà çàâèñèìîñòÿõ δ(T) è
E(T) ïîëíîñòüþ âîñïðîèçâîäÿòñÿ ïðè îòîãðåâå îá-
ðàçöîâ äî êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû è ïîñëåäóþùåì
òåðìîöèêëèðîâàíèè.
Àêóñòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïîëèêðèñòàëëè-
÷åñêîãî îáðàçöà ÷èñòîãî èíäèÿ íå èìåþò ãèñòåðå-
çèñà ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè â òîì æå èíòåðâàëå
òåìïåðàòóð (ñì. ðèñ. 1) è íå èçìåíÿþòñÿ ïðè
èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêå.
2.2. Íåñòàáèëüíîñòü è êèíåòèêà èçìåíåíèÿ
ìîäóëÿ Þíãà â îáëàñòè ãèñòåðåçèñà
Ïîâòîðÿÿ íåñêîëüêî ðàç èçîõðîííîå òåðìîöèê-
ëèðîâàíèå â îêðåñòíîñòè íèæíåé ãðàíèöû ãèñòå-
ðåçèñíîé ïåòëè â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 175–
230 Ê, îáðàçåö ìîæíî ïåðåâåñòè â ñòàáèëüíîå
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå, êîòîðîìó ñîîòâåò-
ñòâóþò áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ ìîäóëÿ Þíãà âî
âñåì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð âïëîòü äî òåìïåðàòóð
æèäêîãî ãåëèÿ. Ïðè ýòîì ñóììàðíîå óâåëè÷åíèå
ìîäóëÿ Þíãà ïðè òåìïåðàòóðå 250 Ê èìååò âåëè-
÷èíó ïîðÿäêà 22%. Íà ðèñ. 2,a ïîêàçàíà ñõåìà
èçìåíåíèÿ ìîäóëÿ Þíãà ïðè ïîñëåäîâàòåëüíûõ
òåðìîöèêëàõ I, II è III, ïîñòðîåííàÿ íà îñíîâàíèè
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èçìåðåíèé (ñì. òàêæå [5],
ðèñ. 3–5). Îñîáåííîñòüþ ïðåäåëüíîãî ñòàáèëüíî-
ãî íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ÿâëÿåòñÿ îò-
ñóòñòâèå êàêèõ-ëèáî àíîìàëèé íà òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè ìîäóëÿ Þíãà ïðè òåðìîöèêëèðîâà-
íèè â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 250–5,5 Ê.
Âðåìåííàÿ íåóñòîé÷èâîñòü ìîäóëÿ Þíãà, î÷å-
âèäíî, îáóñëîâëåíà ïðîòåêàíèåì ñòðóêòóðíîãî
ïðåâðàùåíèÿ â îáðàçöå. Èíòåðåñíîé îñîáåííîñ-
òüþ ðåàêöèè ìîäóëÿ Þíãà íà èçìåíåíèå òåìïåðà-
òóðû â îêðåñòíîñòè íèæíåé ãðàíèöû ïåòëè ãèñòå-
ðåçèñà ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî âåëè÷èíà Å, èçìåðåííàÿ
êàê â ïðîöåññå îõëàæäåíèÿ, òàê è íàãðåâà, ñíà÷à-
ëà ðåçêî ïàäàåò äî çíà÷åíèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ
íèæíèì êðèâûì íà ðèñ. 2,a («íåðåëàêñèðîâàí-
íûé» ìîäóëü EU), à çàòåì ðàñòåò è â êîíöå ïÿòè-
ìèíóòíîé èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè äîñòèãàåò
çíà÷åíèé, ñîîòâåòñòâóþùèõ âåðõíèì êðèâûì
(÷àñòè÷íî «ðåëàêñèðîâàííûé» ìîäóëü ER). Ñõå-
ìàòè÷åñêè òàêèå ïåðåõîäû ïîêàçàíû íà ðèñ. 2,a
ïîñëåäîâàòåëüíîñòÿìè 1 → 2′ → 2 (îõëàæäåíèå)
è 3 → 4′ → 4 (íàãðåâ). Â ðåàëüíûõ ýêñïåðèìåí-
òàõ òî÷êè 3, 4 è 1, 2 ïðåäñòàâëÿþò çíà÷åíèÿ ER,
îòâå÷àþùèå òåìïåðàòóðàì Ò è (T ± 5) Ê («+» ïðè
íàãðåâå,«–» ïðè îõëàæäåíèè), è ðàçíåñåíû âî
âðåìåíè íà 10 ìèí (5 ìèí, â òå÷åíèå êîòîðûõ
òåìïåðàòóðà èçìåíÿåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ 1 Ê/ìèí, è
5 ìèí èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè ïåðåä èçìåðåíè-
åì). Òî÷êè 2′ è 4′ îòâå÷àþò «ïðîâàëüíûì» çíà÷å-
íèÿì EU, èçìåðåííûì â ìîìåíò äîñòèæåíèÿ çà-
äàííîé òåìïåðàòóðû.
Ïåðåõîä îò íèçêîòåìïåðàòóðíîãî óïðî÷íåííîãî
ñîñòîÿíèÿ ê èñõîäíîìó âûñîêîòåìïåðàòóðíîìó
ñîñòîÿíèþ ïðîèñõîäèò âáëèçè âåðõíåé ãðàíèöû
ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè â èíòåðâàëå 260–290 Ê (ðèñ.
2,a) ñ óìåíüøåíèåì ìîäóëÿ êàê â ïðîöåññå îòî-
ãðåâà äî òåìïåðàòóðû èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè,
òàê è âî âðåìÿ ñàìîé âûäåðæêè (òî÷êè
5 → 6′ → 6).
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü äèíàìè÷åñêîãî ìî-
äóëÿ Þíãà E ïðè ìíîãîêðàòíîì òåðìîöèêëèðîâàíèè â
ïðåäåëàõ ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè (ñõåìà): I, II, III – ïîñ-
ëåäîâàòåëüíûå òåðìîöèêëû; òî÷êè 1, 3, 5 ñîîòâåòñòâó-
þò çíà÷åíèÿì óïðóãîãî ìîäóëÿ ïåðåä èçìåíåíèåì òåì-
ïåðàòóðû, òî÷êè 2′, 4′, 6′ — íåðåëàêñèðîâàííûì
çíà÷åíèÿì óïðóãîãî ìîäóëÿ â ìîìåíò äîñòèæåíèÿ òåì-
ïåðàòóðû èçìåðåíèÿ, òî÷êè 2, 4, 6 — ÷àñòè÷íî ðåëàê-
ñèðîâàííûì çíà÷åíèÿì óïðóãîãî ìîäóëÿ ÷åðåç 5 ìèí.
ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ çàäàííîé òåìïåpàòópû; â íèæíåé
÷àñòè ðèñóíêà ïîêàçàí èíòåðâàë òåìïåðàòóð, â êîòî-
ðîì èçìåðÿëèñü èçîòåðìû E(t) (à); òåìïåðàòóðíàÿ çà-
âèñèìîñòü ïîëíîñòüþ íåðåëàêñèðîâàííîãî EU è ðåëàê-
ñèðîâàííîãî ER ìîäóëÿ Þíãà (á).
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
656 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî ïðè
òåìïåðàòóðàõ íèæå êîìíàòíîé ñóùåñòâóþò äâå
ïðåäåëüíûå âåòâè EU(T) è ER(T) òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè ìîäóëÿ Þíãà ñïëàâà In–4, 3 àò.% Cd
(ðèñ. 2,á): çàâèñèìîñòü EU(T) ðåàëèçóåòñÿ â ñëó-
÷àå ïðåäåëüíî áûñòðîãî, à çàâèñèìîñòü ER(T) —
ïðåäåëüíî ìåäëåííîãî èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû.
Ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè ñ êîíå÷íîé ñêîðîñòüþ
ìîäóëü Þíãà çà âðåìÿ t = 10 ìèí ïðîáåãàåò çíà-
÷åíèÿ E, ëåæàùèå â ïðåäåëàõ çàøòðèõîâàííûõ íà
ðèñ. 2,a ïåòåëü ìåæäó äâóìÿ ïîñëåäîâàòåëüíî
èçìåðåííûìè çíà÷åíèÿìè ÷àñòè÷íî ðåëàêñèðîâàí-
íîãî ìîäóëÿ (ïðè ïîñëåäóþùèõ òåðìîöèêëàõ II è
III âåðòèêàëüíûé ðàçìåð ïåòåëü óìåíüøàåòñÿ, è
íà ñõåìå îíè íå èçîáðàæåíû). Âåëè÷èíó ïðîìå-
æóòî÷íîãî «ïðîâàëüíîãî» óìåíüøåíèÿ ìîäóëÿ
âáëèçè íèçêîòåìïåðàòóðíîé ãðàíèöû ãèñòåðåçèñà
òî÷íî óñòàíîâèòü íå óäàëîñü. Ïàäåíèå ìîäóëÿ ñìå-
íÿëîñü áûñòðûì ðîñòîì ñðàçó æå ïîñëå òîãî, êàê
ïðåêðàùàëîñü èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû, è â çàðåãè-
ñòðèðîâàííûõ ñëó÷àÿõ ñîñòàâëÿëî íå ìåíåå 10% îò
èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû E.
Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå E(t), õàðàêòåðèçóþùèå
ñòðóêòóðíûå èçìåíåíèÿ â ñïëàâå, ðåãèñòðèðîâàëè
ïîñëå îõëàæäåíèÿ îò êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû äî
îäíîé èç ÷åòûðåõ òåìïåðàòóðíûõ òî÷åê (205, 200,
190 è 180 Ê), êîòîðûå îòâå÷àþò ðàçìûòîé ñòó-
ïåíüêå íà çàâèñèìîñòè E(T). Ðåëàêñàöèÿ ìîäóëÿ
Þíãà ê ðàâíîâåñíîìó çíà÷åíèþ äîâîëüíî õîðîøî
ñîîòâåòñòâóåò ðåàêöèè ïåðâîãî ïîðÿäêà (ðèñ. 3):
∆E(t) = E(t) − E(0) = ∆Emax[1 − exp ( − t/τE)] ,(1)
ãäå t = 0— ìîìåíò íà÷àëà èçìåðåíèÿ ìîäóëÿ
Þíãà. Ïðè ýòîì, îäíàêî, ñëåäóåò îòìåòèòü íàëè-
÷èå íà êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ E(t) íåáîëüøèõ íà-
÷àëüíûõ ó÷àñòêîâ ñ áîëåå áûñòðûì èçìåíåíèåì Å,
äëÿ êîòîðûõ àïïðîêñèìàöèÿ (1), ïî-âèäèìîìó,
íåñïðàâåäëèâà (ñì. ðèñ. 3,á). Îïðåäåëÿåìîå íà-
êëîíîì ïðÿìûõ íà ðèñ. 3,á âðåìÿ ðåëàêñàöèè τE
ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû (ðèñ. 4).
2.3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ
Áîëåå äåòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ îáíàðóæåííîãî
îáðàòèìîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ ïðîâîäè-
ëè, èñïîëüçóÿ ìåòîä ðåçèñòîìåòðèè. Ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèå, êàê èçâåñòíî, ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç íàè-
áîëåå ÷óâñòâèòåëüíûõ èíäèêàòîðîâ ñòðóêòóðíîãî
ñîñòîÿíèÿ ìàòåðèàëà [9,10]. Íà ðèñ. 5,à ïîêàçàíû
òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ ρ
ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd è ÷èñòîãî èíäèÿ, ïîëó÷åí-
íûå ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî ñêîðîñòüþ îõëàæ-
äåíèÿ (íàãðåâà) 0,25 Ê/ìèí â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð 320–150–320 Ê. Äëÿ ÷èñòîãî èíäèÿ ïðÿìîé è
îáðàòíûé õîä ρ(T) ïîëíîñòüþ ñîâïàäàþò, â òî
âðåìÿ êàê äëÿ ñïëàâà çàðåãèñòðèðîâàíà ïåòëÿ ãèñ-
òåðåçèñà ρ(T) ñ òåìïåðàòóðíûìè ãðàíèöàìè ïðè-
ìåðíî 175–290 Ê, êîòîðàÿ íåñêîëüêî ó′æå ïåòëè
ãèñòåðåçèñà äèíàìè÷åñêîãî ìîäóëÿ óïðóãîñòè. Â
öåíòðàëüíîé ÷àñòè ãèñòåðåçèñíîé ïåòëè ñîïðîòèâ-
ëåíèå ïðè îòîãðåâå íà 9% ìåíüøå, ÷åì ïðè îõëàæ-
äåíèè.
 ýêñïåðèìåíòàõ ðåãèñòðèðîâàëñÿ òàêæå òåì-
ïåðàòóðíûé õîä ñîïðîòèâëåíèÿ ρ ïðè îõëàæäåíèè
è îòîãðåâå äëÿ ïðîìåæóòî÷íûõ êîíöåíòðàöèé
êàäìèÿ â ñïëàâå. Íà ðèñ. 5,á âèäíî, ÷òî â ñïëàâàõ
ñ êîíöåíòðàöèåé 1,5 è 3 àò.% Cd ãèñòåðåçèñ îòñóò-
ñòâóåò. Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î ñòàáèëüíîñòè ñòðóê-
òóðû äàííûõ ñïëàâîâ â îáëàñòè íèçêèõ òåìïå-
ðàòóð.
 îáëàñòè ãèñòåðåçèñà íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåí-
íàÿ âðåìåííàÿ íåñòàáèëüíîñòü ñîïðîòèâëåíèÿ
ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd. Êèíåòè÷åñêèå ýôôåêòû
íàèáîëåå ÿðêî âûðàæåíû â îêðåñòíîñòè ãðàíèö
ãèñòåðåçèñà: èçîòåðìè÷åñêàÿ âûäåðæêà âáëèçè
Ðèñ. 3. Èçîòåðìè÷åñêîå èçìåíåíèå ìîäóëÿ Þíãà ïîñëå
îõëàæäåíèÿ ñïëàâà îò 300 Ê äî çàäàííîé òåìïåðàòó-
ðû. Êèíåòè÷åñêàÿ êðèâàÿ ∆E(t)/E(0), èçìåðåííàÿ ïðè
180 Ê (à); çàâèñèìîñòü ëîãàðèôìà ñêîðîñòè èçìåíå-
íèÿ ìîäóëÿ Þíãà îò âðåìåíè ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåpà-
òópàõ, ïðÿìûå ëèíèè — ëèíåéíûå àïïðîêñèìàöèè,
ïîëó÷åííûå ìåòîäîì íàèìåíüøèõ êâàäðàòîâ, ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûå òî÷êè ïðèâåäåíû òîëüêî äëÿ T = 180 Ê (á).
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 657
T ≈ 190 Ê ñîïðîâîæäàåòñÿ óìåíüøåíèåì, à âáëèçè
T ≈ 270 Ê – ðîñòîì ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ (ïðè
îòîãðåâå îáðàçöà). Ïîñëå ÷åòûðåõêðàòíîãî òåðìî-
öèêëèðîâàíèÿ â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 175–230 Ê,
à òàêæå ïðè äëèòåëüíîé âûäåðæêå îáðàçöà ïðè
ôèêñèðîâàííîé òåìïåðàòóðå â ïðåäåëàõ ýòîãî èí-
òåðâàëà (íà ðèñ. 6,à ïîêàçàí ðåçóëüòàò òàêîãî
ýêñïåðèìåíòà ïðè T = 200 Ê), âåëè÷èíà ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ ñòàáèëèçèðóåòñÿ, ÷òî ñâèäåòåëüñò-
âóåò î çàâåðøåíèè ïåðåõîäà â íèçêîòåìïåðàòóð-
íîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå. Îòîãðåâ äî T ≈ 310 Ê
ïðèâîäèò ê ïîëíîìó âîçâðàòó ýëåêòðîñîïðîòèâëå-
íèÿ ê èñõîäíûì (áîëåå âûñîêèì) çíà÷åíèÿì, ñî-
îòâåòñòâóþùèì âûñîêîòåìïåðàòóðíîìó ñòðóêòóð-
íîìó ñîñòîÿíèþ îáðàçöîâ.
2.4. Íåñòàáèëüíîñòü ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ â
îáëàñòè ãèñòåðåçèñà
Íà ðèñ. 5 âèäíî, ÷òî ãèñòåðåçèñíûé ýôôåêò â
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè óäåëüíîãî ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd íàáëþäàåò-
ñÿ íà ôîíå äîñòàòî÷íî ñèëüíîé òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè, îáóñëîâëåííîé ýëåêòðîí-ôîíîííûì
âçàèìîäåéñòâèåì. Ýòîò ôîí ìîæåò áûòü âû÷òåí èç
ýêñïåðèìåíòàëüíîé êðèâîé ρ(T) ïðè óñëîâèè âû-
ïîëíèìîñòè ïðàâèëà Ìàòèññåíà â ðàññìàòðè-
âàåìîé îáëàñòè êîíöåíòðàöèé Cd. Â [1] áûëî
ïîêàçàíî, ÷òî â ñïëàâàõ ñèñòåìû In–Cd ïðè êîí-
öåíòðàöèÿõ c > 2 àò.% Cd ïðàâèëî Ìàòèññåíà äî-
ñòàòî÷íî õîðîøî âûïîëíÿåòñÿ, ïî êðàéíåé ìåðå
ïðè T ≥ 293 Ê. Íàøè äàííûå òàêæå ñâèäåòåëüñò-
âóþò î âûïîëíèìîñòè ïðàâèëà Ìàòèññåíà. Ïî-
ñêîëüêó íà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèÿ ïðè êîíöåíòðàöèè Cd 3 àò.% íèêàêèõ
àíîìàëèé â èíòåðåñóþùåé íàñ îáëàñòè òåìïåðàòóð
íå îáíàðóæåíî, ïðè äàëüíåéøåì àíàëèçå ìîæíî
ðàññìàòðèâàòü òåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå ðàçíîñòè
ρd(T) = ρ4,3(T) − ρ3(T) â êà÷åñòâå äèôôåðåíöèàëü-
íîãî àíàëîãà èçìåíåíèÿ îñòàòî÷íîãî ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèÿ ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd ïðè òåðìî-
öèêëèðîâàíèè. Ýòî ïîçâîëèò áîëåå îò÷åòëèâî
âûäåëèòü ãèñòåðåçèñíûå ýôôåêòû è ýôôåêòû íå-
ñòàáèëüíîñòè, îáóñëîâëåííûå ñòðóêòóðíûìè ïåðå-
ñòðîéêàìè, â èçó÷àåìîì ñïëàâå, òàê êàê èìåííî
îñòàòî÷íîå ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå îáëàäàåò âûñî-
Ðèñ. 4. Ãðàôèê Àððåíèóñà äëÿ âðåìåí ðåëàêñàöèè ìî-
äóëÿ Þíãà τE( ● ) è ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ τρ (▼)
ïðè îõëàæäåíèè îò 300 Ê, à òàêæå äëÿ äâóõ âðåìåí
ðåëàêñàöèè ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ: ïðè îòîãðåâå ñòà-
áèëèçèðîâàííûõ ïðè 200 Ê îáðàçöîâ τρ1 ( ▲ ) è τρ2
(■ ) è ïðè èçîòåðìè÷åñêîì îòæèãå ñ øàãîì ∆T = 5 Ê
(τρ′ (∆)).
Ðèñ. 5. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè óäåëüíîãî
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ÷èñòîãî In è ñïëàâîâ In—Cd,
ïîëó÷åííûå ïðè îäíîêðàòíîì òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî
ñðåäíåé ñêîðîñòüþ 0,25 Ê/ìèí.(à) â íèæíåé ÷àñòè
ðèñóíêà ïîêàçàí òåìïåðàòóðíûé èíòåðâàë èçìåðåíèÿ
âðåìåííûõ çàâèñèìîñòåé ρ;(á) âî âðåìÿ îõëàæäåíèÿ
ñïëàâ In–4,3 àò.% Cd áûë âûäåðæàí â òå÷åíèå 6 ÷àñîâ
ïðè 200 Ê .
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
658 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
êîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê èçìåíåíèþ ïàðàìåòðîâ
ñòðóêòóðû êðèñòàëëîâ.
Íà ðèñ. 6,à ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè ρd(T), ïî-
ëó÷åííûå êàê ïðè èçîõðîííîì òåðìîöèêëèðîâà-
íèè ñî ñêîðîñòüþ 0,25 Ê/ìèí (ñðàâíèì ñ ðèñ. 5),
òàê è â ðåçóëüòàòå òåðìîöèêëèðîâàíèÿ ñ òîé æå
ñêîðîñòüþ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå
300–5,5–303 Ê, íî ñ ïðîìåæóòî÷íîé èçîòåðìè÷åñ-
êîé âûäåðæêîé ïðè T = 200 Ê â òå÷åíèå 6 ÷àñîâ.
Âèäíî, ÷òî ïðè âûáðàííîé ñêîðîñòè îõëàæäåíèÿ
íà÷àëî çàìåòíîãî óìåíüøåíèÿ ρd íàáëþäàåòñÿ
âáëèçè 210 Ê. Îòìåòèì, ÷òî ïðåäåëüíîå ìèíè-
ìàëüíîå çíà÷åíèå îñòàòî÷íîãî óäåëüíîãî ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ, êîòîðûì õàðàêòåðèçóåòñÿ íèçêî-
òåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå îáðàçöà, íå çàâèñèò îò
òîãî, êàêèì îáðàçîì ïîëó÷åíî ýòî ñîñòîÿíèå.
Êàê è â ñëó÷àå ãèñòåðåçèñà àêóñòè÷åñêèõ
ñâîéñòâ, áûñòðîìó èçìåíåíèþ òåìïåðàòóðû ñî-
îòâåòñòâóåò íåðåëàêñèðîâàííàÿ âåòâü òåìïåðà-
òóðíîé çàâèñèìîñòè ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ, â òî
âðåìÿ êàê ìåäëåííîìó èçìåíåíèþ òåìïåðàòóðû
îòâå÷àåò ðåëàêñèðîâàííàÿ âåòâü ýòîé çàâèñèìîñ-
òè. Íà ðèñ. 6,á ïîêàçàíû çàâèñèìîñòè ρd(T) äëÿ
äâóõ ðàçëè÷íûõ ñòåïåíåé ðåëàêñàöèè, ñîîòâåòñò-
âóþùèå çàêëþ÷èòåëüíîé ñòàäèè ïåðåõîäà ñïëàâà
â íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòàáèëüíîå ñîñòîÿíèå è íà-
÷àëüíîé ñòàäèè îáðàòíîãî ïåðåõîäà â âûñîêî-
òåìïåðàòóðíîå ñòàáèëüíîå ñîñòîÿíèå. Ïðè âû-
áðàííîì ðåæèìå èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ýòè
çàâèñèìîñòè ïåðåñåêàþòñÿ ïðè T ≈ 245 Ê. Äëè-
òåëüíàÿ âûäåðæêà ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå íå ïðè-
âîäèò ê çàìåòíûì èçìåíåíèÿì ýëåêòðîñîïðîòèâ-
ëåíèÿ.
2.5. Êèíåòèêà ïåðåõîäà ñïëàâà â
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå
Íà ðèñ. 7 ïîêàçàíû èçìåðåííûå ïðè ôèêñèðî-
âàííûõ òåìïåðàòóðàõ âðåìåííûå çàâèñèìîñòè
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ. Ïî îñè îðäèíàò îòëîæåíî
∆ρ(t) = ρ(t) − ρ(0), ãäå t = 0 – ìîìåíò íà÷àëà èçìå-
ðåíèÿ. Âèäíî, ÷òî ïðè âñåõ òåìïåðàòóðàõ ðåàêöèÿ
ïðåâðàùåíèÿ íà÷èíàåòñÿ ìåäëåííî, ÷åðåç íåêîòî-
ðîå âðåìÿ óñêîðÿåòñÿ, äîñòèãàåò ìàêñèìàëüíîé
ñêîðîñòè è çàòåì ïîñòåïåííî çàòóõàåò. Îòìåòèì,
÷òî ïðè T = 240 Ê íà÷àëî ïðåâðàùåíèÿ ñîïðîâîæ-
äàåòñÿ äàæå íåáîëüøèì óâåëè÷åíèåì ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèÿ (ðèñ. 7,á).
 îòëè÷èå îò ðåëàêñàöèè äèíàìè÷åñêîãî ìîäó-
ëÿ Þíãà, êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ∆ρ(t) ÿâëÿþòñÿ
ñèãìîèäàëüíûìè è íå îïèñûâàþòñÿ óðàâíåíèåì
ðåàêöèè ïåðâîãî ïîðÿäêà (1). Ïðåäñòàâëåííûå íà
ðèñ. 7 êèíåòè÷åñêèå êðèâûå äîñòàòî÷íî õîðîøî
àïïðîêñèìèðóþòñÿ ïðîñòûì âûðàæåíèåì, êîòî-
ðîå ïðåäëîæåíî Àâðàìè äëÿ îïèñàíèÿ êèíåòèêè
èçîòåðìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèé, êîíòðîëèðóåìûõ
ïðîöåññàìè çàðîæäåíèÿ è ðîñòà ÷àñòèö íîâîé
ôàçû [11–13]:
∆ρ(t) = ∆ρmax
1 − exp
−
t
τρ
n
, (2)
çäåñü τρ — ýôôåêòèâíîå âðåìÿ ðåëàêñàöèè ñïëàâà
ê ðàâíîâåñèþ ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå. Ïðè n = 1
ýòî óðàâíåíèå îïèñûâàåò ðåàêöèþ ïåðâîãî ïîðÿä-
êà, íî äëÿ ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 7,à êðèâûõ ïîêà-
çàòåëü ñòåïåíè n èçìåíÿåòñÿ â ïðåäåëàõ 1,5–1,8
(ñðåäíåå çíà÷åíèå ðàâíî 1,57) è êàêàÿ-ëèáî ñèñòå-
ìàòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü ýòîãî ïàðàìåòðà îò òåìïå-
ðàòóðû îòñóòñòâóåò. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü
Ðèñ. 6. Ãèñòåðåçèñ âåëè÷èíû ïðèâåäåííîãî îñòàòî÷íîãî
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ρd = ρ4,3 − ρ3 (ñì. òåêñò) ïðè èçî-
õðîííîì òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî ñêîðîñòüþ 0,25 Ê/ìèí
(❍ ,● ) è ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè ñ ïðîìåæóòî÷íîé
èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêîé ïðè 200 Ê (∆, ▲) (ñâåò-
ëûå ñèìâîëû — îõëàæäåíèå, òåìíûå — îòîãðåâ îá-
ðàçöà) (à). Íåðåëàêñèðîâàííûå (❍ ) è ÷àñòè÷íî ðåëàê-
ñèðîâàííûå (● ) çíà÷åíèÿ ρd ïðè èçîòåðìè÷åñêîì
îòæèãå ñ øàãîì ∆T = 5 Ê (öèôðàìè óêàçàíî âðåìÿ îò-
æèãà). Èçìåðåíèÿ áûëè íà÷àòû ïîñëå âûäåðæêè îá-
ðàçöà ïðè 200 Ê â òå÷åíèå 2,5 ÷àñîâ (á) .
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 659
âðåìåíè ðåëàêñàöèè τρ(T) â êîîðäèíàòàõ Àððå-
íèóñà ïîêàçàíà íà ðèñ. 4. Ýòî äîâîëüíî ñèììåò-
ðè÷íàÿ êðèâàÿ ñ ìèíèìóìîì ïðè T = 200 Ê: âðå-
ìåíà ðåëàêñàöèè ñóùåñòâåííî âîçðàñòàþò êàê ïðè
ïîíèæåíèè, òàê è ïðè ïîâûøåíèè òåìïåðàòóðû îò
ýòîãî çíà÷åíèÿ. Íà ðèñ. 4 âèäíî, ÷òî ïðåâðàùåíèå
õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëüøèìè âðåìåíàìè ðåëàêñàöèè
(ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå τρ = 2,2 ÷àñà ïðè T= 200 Ê).
Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ
ñîïðîòèâëåíèÿ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò òåìïåðàòó-
ðû (ñì. ðèñ. 8): max |dρ/dt| âíà÷àëå ðàñòåò ñ
ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû èçîòåðìè÷åñêîé âû-
äåðæêè â èíòåðâàëå 250–200 Ê, à çàòåì óìåíüøà-
åòñÿ ïðè ïåðåõîäå ê òåìïåðàòóðàì 190 è 175 Ê.
Ìèíèìàëüíîå âðåìÿ ýêñïåðèìåíòà, íåîáõîäèìîå
äëÿ âûõîäà ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ íà çíà÷åíèå,
áëèçêîå ê ðàâíîâåñíîìó ρ∞ = ρ(t → ∞), òàêæå ñó-
ùåñòâåííî îïðåäåëÿåòñÿ òåìïåðàòóðîé: îíî ðàâíî
∼ 5,5 ÷àñîâ ïðè T = 200 Ê è çàìåòíî áîëüøå
24 ÷àñîâ ïðè òåìïåðàòóðàõ 250 è 175 Ê.
2.6. Êèíåòèêà ïåðåõîäà ñïëàâà â
âûñîêîòåìïåðàòóðíîå ñîñòîÿíèå
Ýòîò ïåðåõîä èçó÷åí ìåíåå ïîäðîáíî. Áûëè
èçìåðåíû òðè èçîòåðìû ρ(t) â îáëàñòè âûñîêîòåì-
ïåðàòóðíîé ãðàíèöû ãèñòåðåçèñà 260–290 Ê
(ðèñ. 9,à). Îáðàòíûé ñòðóêòóðíûé ïåðåõîä ñî-
ïðîâîæäàåòñÿ óâåëè÷åíèåì ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ
äî çíà÷åíèé, êîòîðûå áûëè ïîëó÷åíû â íà÷àëå
òåðìîöèêëèðîâàíèÿ.
Íàëè÷èå äâóõ ëèíåéíûõ ó÷àñòêîâ ñ ðàçëè÷íûì
íàêëîíîì íà çàâèñèìîñòÿõ âåëè÷èíû ln(dρ(t)/dt)
îò âðåìåíè (ðèñ. 9,á) ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðîòåêàíèå
îáðàòíîãî ïåðåõîäà ïðè òàêîé ïîñòàíîâêå îïûòà
ñîîòâåòñòâóåò ãåòåðîãåííîé ðåàêöèè ïåðâîãî ïî-
ðÿäêà ñ äâóìÿ ñóùåñòâåííî ðàçëè÷íûìè õàðàêòåð-
íûìè âðåìåíàìè ðåëàêñàöèè τρ1 è τρ2 . Ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûå òî÷êè íà ðèñ. 9,à õîðîøî àïïðîêñè-
ìèðóþòñÿ âûðàæåíèåì
∆ρ(t) = ∆ρmax
(h) ×
×
m
1 − exp
−
t
τρ1
+ (1 − m)
1 − exp
−
t
τρ2
,
(3)
Ðèñ. 7. Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå èçîòåðìè÷åñêîãî èçìåíå-
íèÿ óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ñïëàâà In–4,3 àò.%
Cd ïðè ïåðåõîäå â íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå
ñîñòîÿíèå, ñïëîøíûìè ëèíèÿìè ïîêàçàíû ôóíêöèè (2),
àïïðîêñèìèðóþùèå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå (à);
íà÷àëüíûå ó÷àñòêè êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ ïðè 230 Ê è
240 Ê (á).
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè èçîòåðìè÷åñêîé ðåëàê-
ñàöèè ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ îò âðåìåíè íà ñòàäèè îõ-
ëàæäåíèÿ: ñïëîøíûå ëèíèè — ïðîèçâîäíûå ïî âðåìå-
íè îò àïïðîêñèìèðóþùèõ ôóíêöèé (2), ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ ðàçëè÷íûì òåìïåðàòóðàì (ñì. ðèñ. 7).
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
660 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
ãäå m – óäåëüíûé âêëàä áîëåå áûñòðîãî ïðîöåññà.
Îòíîøåíèå m/(1 − m) ðàâíî: 0,21 ïðè 265 Ê; 0,92
ïðè 275 Ê è 1,02 ïðè 280 Ê.
Ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ âðåìåí ðåëàêñàöèè τρ1 è
τρ2 ïîêàçàíû íà ðèñ. 4. Âèäíî, ÷òî ðåëàêñàöèÿ ê
èñõîäíîìó âûñîêîòåìïåðàòóðíîìó ñîñòîÿíèþ
ïðîèñõîäèò çàìåòíî áûñòðåå, ÷åì ïðè ïåðåõîäå ê
íèçêîòåìïåðàòóðíîìó ñîñòîÿíèþ.
Åñëè èçîòåðìè÷åñêèé îòæèã íèçêîòåìïåðàòóð-
íîãî ñîñòîÿíèÿ ïðîâîäèòü ñ ìàëûì øàãîì ïî òåì-
ïåðàòóðå (∆T = 5 Ê) (ñì. ðèñ. 10,à), òî ïðåâðàùå-
íèå ïðîòåêàåò ãîìîãåííî âî âðåìåíè â
ñîîòâåòñòâèè ñ ðåàêöèåé ïåðâîãî ïîðÿäêà:
∆ρd(t) = ∆ρdmax [1 − exp( − t /τρ
′ )] . (4)
Âðåìåíà ðåëàêñàöèè τρ
′ ïðè ýòîì áëèçêè ê âðå-
ìåíàì ðåëàêñàöèè áîëåå ìåäëåííîãî ïðîöåññà
(ñì. ðèñ. 4). Â äàííîì ýêñïåðèìåíòå òðè ïîñëåäî-
âàòåëüíûõ îòæèãà ïðåðûâàëè çàäîëãî äî äîñòèæå-
íèÿ ñîñòîÿíèÿ ðàâíîâåñèÿ ñòðóêòóðû ñïëàâà ïðè
çàäàííîé òåìïåðàòóðå, è, ñëåäîâàòåëüíî, íà÷àëü-
íîå ñîñòîÿíèå îáðàçöà ïðè êàæäîé ïîñëåäóþùåé
òåìïåðàòóðå íå áûëî ðàâíîâåñíûì.
2.7. Çàâèñèìîñòü ìèêðîòâåðäîñòè ñïëàâîâ
In–Cd îò òåìïåðàòóðû è êîíöåíòðàöèè
êàäìèÿ
Ïðèçíàêè ñòðóêòóðíîé íåóñòîé÷èâîñòè ñïëàâà
In–4,3 àò.% Cd, óñòàíîâëåííîé â àêóñòè÷åñêèõ è
Ðèñ. 9. Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ðåëàêñàöèè ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèÿ ñïëàâà ïðè îòîãðåâå îáðàçöà îò 200 Ê,
ñïëîøíûìè ëèíèÿìè ïîêàçàíû àïïðîêñèìèðóþùèå
ôóíêöèè (3) (à); çàâèñèìîñòü ëîãàðèôìà ñêîðîñòè èç-
ìåíåíèÿ ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ln(dρ/dt) îò âðåìåíè
ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåpàòópàõ, ñïëîøíûå ëèíèè —
ïðîèçâîäíûå ïî âðåìåíè îò àïïðîêñèìèðóþùèõ ôóíê-
öèé (3), ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçëè÷íûì òåìïåðàòóðàì (á).
Ðèñ. 10. Êèíåòè÷åñêèå êðèâûå èçìåíåíèÿ ïðèâåäåííî-
ãî îñòàòî÷íîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ρd ïðè èçîòåð-
ìè÷åñêîì îòæèãå ñ øàãîì ∆T = 5 Ê (à); ïðåäåëüíûå
çíà÷åíèÿ ρd ïðè îõëàæäåíèè (∆) è íàãðåâå (▲) îáðàç-
öà, ïîëó÷åííûå ýêñòðàïîëÿöèåé íà t → ∞ ñîîòâåòñòâó-
þùèõ êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ ñ ïîìîùüþ âûðàæåíèé
(2) è (3),(❍ , ● )— âåòâè ïðÿìîãî è îáðàòíîãî õîäà
êðèâîé ρd(T) ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî ñðåäíåé ñêî-
ðîñòüþ 0,25 Ê/ìèí (ñì. ðèñ. 6,à) (á).
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 661
ðåçèñòèâíûõ ýêñïåðèìåíòàõ, îò÷åòëèâî îáíàðó-
æèâàþòñÿ è â òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ìèêðî-
òâåðäîñòè (ðèñ. 11,à), èçìåðåííîé â ðåæèìå äðåé-
ôà òåìïåðàòóðû ïðè îõëàæäåíèè îáðàçöà.
Ìèêðîòâåðäîñòü ÷èñòîãî èíäèÿ ëèíåéíî óâåëè÷è-
âàåòñÿ ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû. Ìèêðîòâåð-
äîñòü ñïëàâà ïðè òåõ æå òåìïåðàòóðàõ ñóùåñòâåí-
íî âûøå è èçìåíÿåòñÿ íåëèíåéíî. Îáëàñòè ãèñòå-
ðåçèñà íà çàâèñèìîñòÿõ E(t) è ρ(t) ñîîòâåòñòâóåò
èíòåðâàë ñèëüíîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè
ìèêðîòâåðäîñòè. Îäíàêî ïðè ðåãèñòðàöèè ìèêðî-
òâåðäîñòè ñ äîñòóïíîé â íàøèõ ýêñïåðèìåíòàõ
òî÷íîñòüþ ãèñòåðåçèñ HV(T) è ýôôåêòû íåñòà-
áèëüíîñòè íå ïðîÿâëÿþòñÿ: âåëè÷èíà HV(T) íå
çàâèñèò îò âðåìåíè âûäåðæêè îáðàçöà ïðè ôèêñè-
ðîâàííîé òåìïåðàòóðå ïîä íàãðóæåííûì èíäåíòî-
ðîì èëè áåç èíäåíòîðà è îò íàïðàâëåíèÿ èçìåíå-
íèÿ òåìïåðàòóðû [5].
Ïðèìåñíîå óïðî÷íåíèå èíäèÿ ïðè ëåãèðîâàíèè
àòîìàìè êàäìèÿ èëëþñòðèðóåò ðèñ. 11,á, íà êîòî-
ðîì ïîêàçàíà êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü ìèê-
ðîòâåðäîñòè HV(c) ïðè òåìïåðàòóðàõ 293 è 77 Ê,
îòâå÷àþùèõ äëÿ ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd âûñîêî-
òåìïåðàòóðíîìó è íèçêîòåìïåðàòóðíîìó ñòðóê-
òóðíûì ñîñòîÿíèÿì. Êàê îòìå÷àëîñü âûøå, â òâåð-
äûõ ðàñòâîðàõ ñ êîíöåíòðàöèåé êàäìèÿ c < 4 àò.%
ôàçîâûå ïåðåõîäû íå ïðîèñõîäÿò, à ïðè êîíöåíò-
ðàöèÿõ 4 àò.% < c < 5,9 àò.% ïðè îõëàæäåíèè îíè
ïðåòåðïåâàþò ôàçîâûé ïåðåõîä ìàðòåíñèòíîãî
òèïà. Ýòà îñîáåííîñòü, îäíàêî, íèêàê íå îòðàæà-
åòñÿ íà çàâèñèìîñòè HV(c), êîòîðàÿ îñòàåòñÿ ëè-
íåéíîé ïðè äâóõ óêàçàííûõ òåìïåðàòóðàõ âî âñåé
îáëàñòè êîíöåíòðàöèé êàäìèÿ.
Îòìåòèì, ÷òî òàêàÿ çàâèñèìîñòü ÿâëÿåòñÿ ïðè-
çíàêîì âëèÿíèÿ íà ïîäâèæíîñòü äèñëîêàöèé â
ñïëàâå ïðîöåññà äèôôóçèè ïðèìåñíûõ àòîìîâ.
Äåéñòâèòåëüíî, äëÿ ñòàíäàðòíûõ ñòàáèëüíûõ
òâåðäûõ ðàñòâîðîâ â îáëàñòè íèçêèõ òåìïåðàòóð,
êîãäà äèôôóçèÿ ïðèìåñíûõ àòîìîâ èñêëþ÷åíà,
íàáëþäàåòñÿ ñòåïåííàÿ çàâèñèìîñòü ïðåäåëà òåêó-
÷åñòè (èëè äåôîðìèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ) ñïëàâà
îò êîíöåíòðàöèè ïðèìåñè ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïåíè
1/2 èëè 2/3 [14]. Ïîñêîëüêó ìèêðîòâåðäîñòü,
êàê ïðàâèëî, ïðîïîðöèîíàëüíà ïðåäåëó òåêó÷åñ-
òè, ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî äëÿ ñòàáèëüíûõ ñïëàâîâ
àíàëîãè÷íûé âèä äîëæíà èìåòü è çàâèñèìîñòü
HV(c) â îòñóòñòâèå äèôôóçèè ïðèìåñåé.
3. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ
3.1. Ãèñòåðåçèñ ñâîéñòâ ñïëàâà ïðè
òåðìîöèêëèðîâàíèè
Àíàëèç ïîëó÷åííûõ â íàñòîÿùåé ðàáîòå ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè÷èíîé
âðåìåííoé íåñòàáèëüíîñòè ðÿäà ôèçè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd â èíòåðâàëå òåìïå-
ðàòóð 170–290 Ê ÿâëÿåòñÿ ñïîíòàííîå îáðàòèìîå
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ïðåâðàùåíèå
ãèñòåðåçèñíîãî òèïà. Øèðèíà ãèñòåðåçèñà îïðåäå-
ëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ èçîõðîííîãî òåðìîöèêëèðîâà-
íèÿ, îäíàêî ïðè íåîãðàíè÷åííîì åå óìåíüøåíèè
íå ìîæåò áûòü ñâåäåíà ê íóëþ è èìååò çíà÷èòåëü-
íóþ îñòàòî÷íóþ âåëè÷èíó. Íà ðèñ. 10,á ïðèâåäåíû
ýêñòðàïîëèðîâàííûå íà t → ∞ çíà÷åíèÿ ýëåêòðîñîï-
ðîòèâëåíèÿ, ïîëó÷åííûå ïðè èçìåðåíèè ρd(t) ïðè
ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ. Äëÿ ñðàâíåíèÿ íà ýòîì
æå ðèñóíêå ïîêàçàíû âåòâè ïðÿìîãî è îáðàòíîãî
õîäà çàâèñèìîñòè ρd(T), èçìåðåííûå ïðè èçîõðîí-
íîì òåðìîöèêëèðîâàíèè ñî ñðåäíåé ñêîðîñòüþ
Ðèñ. 11. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ìèêðîòâåðäîñòè
ñïëàâà In–4,3 àò.% Cd (❍ ) è ÷èñòîãî In (● ) (à); êîí-
öåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü ìèêðîòâåðäîñòè ñïëàâîâ
In–Cd ïðè òåìïåðàòóðàõ 290 Ê è 77 Ê (á).
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
662 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
0,25 K/ìèí. Èç ðèñ. 10,á ñëåäóåò, ÷òî ïðè òàêîé
ñêîðîñòè òåðìîöèêëèðîâàíèÿ ñòðóêòóðà ñïëàâà
äàëåêà îò ðàâíîâåñíîé êàê ïðè îõëàæäåíèè, òàê è
ïðè îòîãðåâå îáðàçöà.  ïåðâîì ñëó÷àå íàèáîëü-
øåå îòêëîíåíèå îò ðàâíîâåñíûõ çíà÷åíèé ρd íà-
áëþäàåòñÿ âáëèçè 200 Ê, à âî âòîðîì — îêîëî
275 Ê. Êðîìå òîãî, âèäíî, ÷òî äàæå â ïðåäåëüíîì
ñëó÷àå t → ∞ âåòâè ïðÿìîãî è îáðàòíîãî õîäà ρd
íå ñîâïàäàþò ìåæäó ñîáîé è ìàêñèìàëüíûé îñ-
òàòî÷íûé ãèñòåðåçèñ ïî òåìïåðàòóðå ñîñòàâëÿåò
∼ 30 Ê. Ïðè÷èíîé øèðîêîãî îñòàòî÷íîãî ãèñòåðå-
çèñà ìîæåò áûòü òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî â óêàçàí-
íîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå ïðîöåññ îáðàçî-
âàíèÿ çàðîäûøåé íîâîé ôàçû çàòðóäíåí (èëè
âîîáùå èñêëþ÷åí) âñëåäñòâèå, íàïðèìåð, ìàëîãî
ïî ñðàâíåíèþ ñ óïðóãîé ýíåðãèåé óìåíüøåíèÿ
ñâîáîäíîé ýíåðãèè ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå (ýô-
ôåêòèâíàÿ äâèæóùàÿ ñèëà ïðîöåññà îòðèöàòåëüíà
[11]). Íàëè÷èå îñòàòî÷íîãî ãèñòåðåçèñà ñâèäå-
òåëüñòâóåò îá îòñóòñòâèè îäíîçíà÷íîãî ñîîòâåòñò-
âèÿ ñòðóêòóðû îáðàçöîâ òåìïåðàòóðå èçìåðåíèÿ
ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè. Ýòèì ìîæíî îáúÿñíèòü
òîò ôàêò, ÷òî íà çàâèñèìîñòÿõ ρd(T) íå áûë âûÿâ-
ëåí ó÷àñòîê ðàâíîâåñíûõ çíà÷åíèé îñòàòî÷íîãî
ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ, îáû÷íî ôèêñèðóåìûé ïðè
èçîõðîííîì îòæèãå çàêàëåííûõ ñïëàâîâ, ïðåòåð-
ïåâàþùèõ ïåðåõîä â óïîðÿäî÷åííîå ñîñòîÿíèå
[15]. Íà òàêîì ó÷àñòêå ðàâíîâåñíàÿ âåëè÷èíà ρd
îäíîçíà÷íî ñâÿçàíà ñ ðàâíîâåñíîé ïðè äàííîé
òåìïåðàòóðå ñòðóêòóðîé ñïëàâîâ è íå çàâèñèò îò
íàïðàâëåíèÿ èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû ïðè èçî-
õðîííîì òåðìîöèêëèðîâàíèè.
3.2. Êèíåòèêà ôîðìèðîâàíèÿ
íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ
Íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå
õàðàêòåðèçóåòñÿ áîëåå âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè óï-
ðóãîãî ìîäóëÿ è áîëåå âûñîêîé ìèêðîòâåðäîñòüþ.
 ýòîì ñìûñëå åãî ìîæíî íàçâàòü óïðî÷íåííûì
ñîñòîÿíèåì. Î êèíåòèêå ïåðåõîäà â óïðî÷íåííîå
ñîñòîÿíèå ìîæíî ñóäèòü ïî âðåìåííûì çàâèñè-
ìîñòÿì óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ, êîòî-
ðûå èìåþò õàðàêòåðíóþ ñèãìîèäàëüíóþ ôîðìó.
Íà÷àëüíàÿ ñòàäèÿ ïðåâðàùåíèÿ íà âñåõ êèíåòè÷å-
êèõ êðèâûõ íà÷èíàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ñ íóëåâîé
ñêîðîñòè. Ïðè T = 240 Ê âíà÷àëå íàáëþäàåòñÿ
äàæå óâåëè÷åíèå ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ (ðèñ.7, á).
Ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ñêîðîñòü ïðîöåññà íàðàñòàåò,
äîñòèãàåò ìàêñèìàëüíîé âåëè÷èíû è çàòåì áûñòðî
óáûâàåò (ðèñ. 8). Ïðè òåìïåðàòóðàõ 175, 240 è
250 Ê èñïîëüçîâàííûå ïåðèîäû èçìåðåíèÿ ïîç-
âîëèëè íàáëþäàòü òîëüêî íà÷àëüíóþ ñòàäèþ ïðî-
öåññà. Ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü ïðîöåññà íà áûñòðîé
ñòàäèè ïðåâðàùåíèÿ íåìîíîòîííûì îáðàçîì çà-
âèñèò îò òåìïåðàòóðû è â öåëîì êîððåëèðóåò
ñ òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ âðåìåíè ðåëàê-
ñàöèè ïðîöåññà τρ , ïðè ýòîì íàèìåíüøåìó âðå-
ìåíè ðåëàêñàöèè ïðè 200 Ê ñîîòâåòñòâóåò íàè-
áîëüøàÿ ìàêñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü ïðåâðàùåíèÿ
(ñð. ðèñ. 4 è 8).
Îïèñàííûé âèä âðåìåííûõ çàâèñèìîñòåé ýëåê-
òðîñîïðîòèâëåíèÿ ρ(T) îáðàçöîâ, îõëàæäåííûõ îò
êîìíàòíîé òåìïåðàòóðû (ò.å. îò òåìïåðàòóðû ñó-
ùåñòâîâàíèÿ ñòàáèëüíîé âûñîêîòåìïåðàòóðíîé
ôàçû), õàðàêòåðåí äëÿ ïðîöåññîâ çàðîæäåíèÿ è
ðîñòà ÷àñòèö íîâîé ôàçû è ïîäîáåí, íàïðèìåð,
êèíåòèêå èçìåíåíèÿ ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ â ïðî-
öåññå ïðåâðàùåíèÿ òèïà áåñïîðÿäîê–ïîðÿäîê â
ñïëàâå Cu3Au [16]. Âåëè÷èíà ïîêàçàòåëÿ ñòåïåíè
n ( ≈ 1,5–1,8) â óðàâíåíèè Àâðàìè (2) ñîîòâåòñò-
âóåò ðàííåé ñòàäèè äèôôóçèîííîãî ðîñòà çàðîäû-
øåé ìàëûõ ðàçìåðîâ ñ óáûâàþùåé ñêîðîñòüþ èõ
çàðîæäåíèÿ (ñì. òàáë. 1 â [11]). Íà÷àëüíîå óâå-
ëè÷åíèå óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ïðè
240 Ê â ýòîì ñëó÷àå ìîæåò îçíà÷àòü, ÷òî íà ðàí-
íåé ñòàäèè ïðåâðàùåíèÿ ðàçìåð çàðîäûøåé ñðàâ-
íèì ñ äëèíîé ñâîáîäíîãî ïðîáåãà íîñèòåëåé çàðÿ-
äà, è ïîýòîìó çàðîäûøè ÿâëÿþòñÿ ýôôåêòèâíûìè
öåíòðàìè ðàññåÿíèÿ ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè.
Ïîñëåäóþùèé ðîñò çàðîäûøåé óïîðÿäî÷åííîé
ôàçû óìåíüøàåò âêëàä ýòîãî ìåõàíèçìà â âåëè÷è-
íó ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ ñïëàâà.
 îáùåì ñëó÷àå, êîãäà ñêîðîñòè çàðîæäåíèÿ è
ðîñòà êîíòðîëèðóþòñÿ òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàí-
íûìè ïðîöåññàìè, ñêîðîñòü èçîòåðìè÷åñêîãî ïðå-
âðàùåíèÿ ÿâëÿåòñÿ íåìîíîòîííîé ôóíêöèåé òåì-
ïåðàòóðû. Ñ óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû ñêîðîñòü
çàðîæäåíèÿ áûñòðî âîçðàñòàåò â ñâÿçè ñ óâåëè÷å-
íèåì äâèæóùåé ñèëû ïðåâðàùåíèÿ. Â òî æå
âðåìÿ ñêîðîñòü ðîñòà óìåíüøàåòñÿ ñ ïîíèæåíèåì
òåìïåðàòóðû, òàê êàê ëèìèòèðóåòñÿ ýíåðãèåé àê-
òèâàöèè àòîìíûõ ïåðåñòðîåê, êîòîðàÿ ïî÷òè íå
çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû [11]. Ïîýòîìó ñêîðîñòü
ïðåâðàùåíèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ôàçû â íèçêî-
òåìïåðàòóðíóþ ñ óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû ñíà-
÷àëà âîçðàñòàåò (âðåìÿ ðåëàêñàöèè óìåíüøàåòñÿ),
à çàòåì ïàäàåò (âðåìÿ ðåëàêñàöèè ðàñòåò) â ñâÿçè
ñ êîíêóðåíöèåé äâóõ ôàêòîðîâ: óâåëè÷åíèÿ äâè-
æóùåé ñèëû ïðåâðàùåíèÿ è îäíîâðåìåííîãî çà-
ìåäëåíèÿ ñêîðîñòè òåðìîàêòèâèðîâàííûõ ïðîöåñ-
ñîâ. Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå ñõîäñòâî íàøèõ
ðåçóëüòàòîâ ñ àíàëîãè÷íûìè äàííûìè, ïîëó÷åí-
íûìè â ðàáîòå [16] ïðè èññëåäîâàíèè êèíåòèêè
ïðåâðàùåíèÿ òèïà áåñïîðÿäîê—ïîðÿäîê â ñïëàâå
Cu3Au (äàííûå ðàáîòû [16], îáðàáîòàííûå â ñîîò-
âåòñòâèè ñ ôîðìóëîé (2), ïðèâåäåíû íà ðèñ. 12).
Îñíîâíîå îòëè÷èå ðåçóëüòàòîâ ñîñòîèò â çàìåòíîé
àñèììåòðèè çàâèñèìîñòè τρ(1/T), ÷òî îáóñëîâëåíî
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 663
íàëè÷èåì êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû äàëüíåãî óïî-
ðÿäî÷åíèÿ Tc â Cu3Au.  ñïëàâå In–Cd, êàê ïîêà-
çûâàåò ðèñ. 10,á, øèðèíà ïåðåõîäà â íèçêîòåìïå-
ðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå ∆T ñîñòàâëÿåò
50–70 Ê, è ýòèì ìîæíî îáúÿñíèòü ïî÷òè ñèììåò-
ðè÷íûé âèä êðèâîé τρ(1/T).
3.3. Êèíåòèêà ïåðåõîäà â
âûñîêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå
Êàê è â ñëó÷àå ïðÿìîãî ïðåâðàùåíèÿ, êèíåòè-
êà ôîðìèðîâàíèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóê-
òóðíîãî ñîñòîÿíèÿ ñóùåñòâåííî çàâèñèò îò òåìïå-
ðàòóðû èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêè ñïëàâà. Êðîìå
òîãî, îíà â çíà÷èòåëüíîé ìåðå îïðåäåëÿåòñÿ è
ñòðóêòóðíûì ñîñòîÿíèåì îáðàçöîâ â ìîìåíò äî-
ñòèæåíèÿ çàäàííîé òåìïåðàòóðû èçìåðåíèÿ. Ïðè
ñðàâíèòåëüíî áûñòðîì îòîãðåâå îáðàçöîâ ñî ñòà-
áèëüíîé íèçêîòåìïåðàòóðíîé ñòðóêòóðîé, ïîëó-
÷åííîé ïóòåì äëèòåëüíîé âûäåðæêè ïðè 200 Ê,
äî òåìïåðàòóð âûøå ∼ 250 Ê êèíåòèêà îáðàòíîãî
ïåðåõîäà â èñõîäíîå âûñîêîòåìïåðàòóðíîå (ðàç-
ïðî÷íåííîå) ñîñòîÿíèå îïðåäåëÿåòñÿ îäíîâðåìåí-
íûì ïðîòåêàíèåì êàê ìèíèìóì äâóõ òåðìîàêòèâ-
ðîâàííûõ ðåëàêñàöèîííûõ ïðîöåññîâ: îòíîñèòåëüíî
áûñòðîãî è ìåäëåííîãî, ïðè÷åì óäåëüíûé âêëàä
áîëåå áûñòðîãî ïðîöåññà âîçðàñòàåò ñ ïîâûøåíè-
åì òåìïåðàòóðû (ñì. âûðàæåíèå (3)). Ïðè èçî-
òåðìè÷åñêîì îòæèãå ñ ìàëûì øàãîì ïî òåìïåðàòó-
ðå (∆T= 5 Ê) (ðèñ. 10,à) ïðåâðàùåíèå ïðîòåêàåò
â ñîîòâåòñòâèè ñ ðåàêöèåé ïåðâîãî ïîðÿäêà. Âðå-
ìåíà ðåëàêñàöèè ïðè ýòîì áëèçêè ê âðåìåíàì
ðåëàêñàöèè áîëåå ìåäëåííîãî èç äâóõ ïðîöåññîâ,
êîòîðûå îïðåäåëÿþò êèíåòèêó èçìåíåíèÿ ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ ïðè èçîòåðìè÷åñêîé âûäåðæêå
ñòàáèëèçèðîâàííûõ ïðè 200 Ê îáðàçöîâ (ðèñ. 4).
3.4. Ñâÿçü íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî
ïðåâðàùåíèÿ ñ äèàãðàììîé ñîñòîÿíèÿ ñïëàâà
Ðàññìîòðèì âîçìîæíóþ ñâÿçü íàáëþäàåìîé
ñòðóêòóðíîé íåñòàáèëüíîñòè ñ äèàãðàììîé ñîñòîÿ-
íèÿ ñïëàâà. Ñîãëàñíî ðàâíîâåñíîé ôàçîâîé äèà-
ãðàììå, â ñèñòåìå In–Cd ïðè êîíöåíòðàöèè Cd
ðàâíîé 5,9 àò.% è òåìïåðàòóðå 293 Ê ñóùåñòâóåò
ýâòåêòîèäíàÿ òî÷êà [1–4]. Êàê îòìå÷åíî âûøå,
ïðè òåìïåðàòóðàõ íèæå ýâòåêòîèäíîé ôàçîâàÿ
äèàãðàììà äî ñèõ ïîð íå èçó÷åíà, à âîçìîæíàÿ
ãðàíèöà ðàçäåëà ôàç â èçâåñòíûõ íàì ëèòåðàòóð-
íûõ èñòî÷íèêàõ ïîêàçàíà óñëîâíî (ïóíêòèðíàÿ
ëèíèÿ 1 íà ðèñ. 13). Ïðåäïîëîæèòåëüíî, òåòðàãî-
íàëüíàÿ ôàçà αt ñ ñîäåðæàíèåì c < 5,9 àò.% Cd
ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ïðåòåðïåâàåò ðàñïàä
ñ îáðàçîâàíèåì â ìàòðèöå αt ôàçû íåáîëüøîãî
êîëè÷åñòâà òâåðäîãî ðàñòâîðà, îáîãàùåííîãî êàä-
ìèåì, à òåìïåðàòóðà ðàñïàäà ïîíèæàåòñÿ ñ óìåíü-
øåíèåì êîíöåíòðàöèè êàäìèÿ. Åñëè íàáëþäàåìàÿ
íàìè íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ íåñòàáèëüíîñòü αt òâåð-
äîãî ðàñòâîðà In–4,3 àò.% Cd îáóñëîâëåíà ýòèì
ñòpóêòópíûì ïðåâðàùåíèåì, òî ëèíèÿ ðàçäåëà
ôàç äîëæíà ïðîõîäèòü ìåæäó íèçêî- è âûñîêî-
òåìïåðàòóðíûìè âåòâÿìè îñòàòî÷íîãî ãèñòåðåçè-
ñà, ñîîòâåòñòâóþùèìè ïðÿìîìó è îáðàòíîìó ïðå-
âðàùåíèÿì â ñïëàâå ñ äàííîé êîíöåíòðàöèåé Cd
(ïóíêòèðíàÿ ëèíèÿ 2 íà ðèñ. 13).  ýòîì ñëó÷àå,
ïðàâäà, ñëåäîâàëî áû îæèäàòü ïðîÿâëåíèé íåñòà-
áèëüíîñòè àêóñòè÷åñêèõ è ðåçèñòèâíûõ ñâîéñòâ
ñïëàâîâ ñ êîíöåíòðàöèÿìè Cd 1,5 è 3 àò.% â
îáëàñòè áîëåå íèçêèõ òåìïåðàòóð. Îòñóòñòâèå
àíîìàëèé â ýòèõ ñïëàâàõ ìîæåò áûòü ñëåäñòâèåì
êàê óìåíüøåíèÿ äâèæóùåé ñèëû ïðîöåññà ïðè
óìåíüøåíèè êîíöåíòðàöèè Cd, òàê è çíà÷èòåëüíî-
ãî ñíèæåíèÿ ñêîðîñòè òåðìîàêòèâèðîâàííûõ ïðî-
öåññîâ ïðè îõëàæäåíèè ñïëàâîâ äî ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ òåìïåðàòóð (150–160 Ê ïðè c = 1,5 àò.% Cd è
190–200 Ê ïðè c = 3 àò.% Cd). Ýòî ïðåäïî-
ëîæåíèå òðåáóåò äàëüíåéøåãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî
èçó÷åíèÿ íà ñïëàâàõ ñ ñîäåðæàíèåì êàäìèÿ
3 àò.% < c < 5,9 àò.%.
Ýêñïåðèìåíòû, âûïîëíåííûå ñ ïîìîùüþ êîñ-
âåííûõ ñòðóêòóðíî ÷óâñòâèòåëüíûõ ìåòîäîâ
(àêóñòè÷åñêîãî, ðåçèñòîìåòðè÷åñêîãî è ìèêðîìå-
õàíè÷åñêîãî), íå äàþò, êîíå÷íî, âîçìîæíîñòè îä-
íîçíà÷íî óñòàíîâèòü êîíêðåòíûå ìèêðîñêîïè÷åñ-
êèå ìåõàíèçìû, êîíòðîëèðóþùèå îáíàðóæåííîå
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ïðåâðàùåíèå â
ñïëàâå In–4,3 àò.% Cd. Îäíàêî ðÿä ïðèçíàêîâ
óêàçûâàåò íà òî, ÷òî äàííîå ñòðóêòóðíîå ïðåâðà-
Ðèñ. 12. Ãðàôèê Àððåíèóñà äëÿ âðåìåí ðåëàêñàöèè
ïðåâðàùåíèé òèïà áåñïîðÿäîê–ïîðÿäîê τD−O ïðè çà-
êàëêå ñïëàâà Cu3Au îò T > Tc [16].
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
664 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
ùåíèå èìååò áîëåå ñëîæíóþ ïðèðîäó, ÷åì èçâåñò-
íûå ìåõàíèçìû èçìåíåíèÿ âçàèìíîãî ðàñïîëîæå-
íèÿ àòîìîâ â òâåðäûõ ðàñòâîðàõ (áëèæíåå èëè
äàëüíåå óïîðÿäî÷åíèå, êëàñòåðèçàöèÿ, ðàñïàä ïå-
ðåñûùåííîãî ðàñòâîðà è ò.ä.). Ñðåäè ýòèõ ïðè-
çíàêîâ ñëåäóåò îòìåòèòü ñëåäóþùèå.
Íàëè÷èå â ìåòàñòàáèëüíîé âûñîêîòåìïåðàòóð-
íîé ôàçå íà òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ ìîäóëÿ
Þíãà E(T) ó÷àñòêà ñ ïîëîæèòåëüíîé ïðîèçâîäíîé
èìåííî â òîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå, ãäå íàè-
áîëåå âûðàæåíû ýôôåêòû ñòðóêòóðíîé íåñòà-
áèëüíîñòè, è ïîëíîå îòñóòñòâèå òàêîãî ó÷àñòêà íà
çàâèñèìîñòè E(T) â ñòàáèëüíîé íèçêîòåìïåðàòóð-
íîé ôàçå.
Íåîáû÷íàÿ ðåàêöèÿ óïðóãîãî ìîäóëÿ îáðàçöà
â ìåòàñòàáèëüíîé âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ôàçå íà
èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû â êðèòè÷åñêîé îáëàñòè
òåìïåðàòóð: íåçàâèñèìî îò çíàêà èçìåíåíèÿ òåì-
ïåðàòóðû (ïîíèæåíèå èëè ïîâûøåíèå) íàáëþ-
äàåòñÿ ïðîâàëüíîå óìåíüøåíèå ìîäóëÿ, êîòîðîå
ïðåêðàùàåòñÿ ïðè ñòàáèëèçàöèè òåìïåðàòóðû.
Òàêîå ïîâåäåíèå ìîæåò áûòü îáóñëîâëåíî ïîòåðåé
óñòîé÷èâîñòè êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè, îáû÷íî
ïðîèñõîäÿùåé âáëèçè òåìïåðàòóðû ôàçîâîãî ïå-
ðåõîäà.
Çíà÷èòåëüíûé îñòàòî÷íûé ãèñòåðåçèñ ñâîéñòâ
ñïëàâà ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè, êîòîðûé íå ìî-
æåò áûòü ñâåäåí ê íóëþ ïðè ñêîëü óãîäíî çíà÷è-
òåëüíîì óìåíüøåíèè ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ òåìïå-
ðàòóðû.
Àíîìàëüíî áîëüøèå çíà÷åíèÿ îòíîñèòåëüíîãî
óâåëè÷åíèÿ ìîäóëÿ Þíãà (∼ 27%) è óìåíüøåíèÿ
óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ (∼ 11%) ïðè ïå-
ðåõîäå èç âûñîêî- â íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòàáèëü-
íîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå.
Äëÿ îêîí÷àòåëüíîãî âûÿñíåíèÿ ïðèðîäû íà-
áëþäàåìûõ ýôôåêòîâ íåîáõîäèìû äàëüíåéøèå
èññëåäîâàíèÿ, ãëàâíûì îáðàçîì, ìåòîäàìè ïðÿìî-
ãî ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà. Áëèçîñòü ôàêòîðîâ ðàñ-
ñåÿíèÿ àòîìîâ In è Cd çàòðóäíÿåò èññëåäîâàíèå
ýòîãî ñïëàâà ìåòîäàìè ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèè.
Âûñîêàÿ ïëàñòè÷íîñòü è íèçêàÿ òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ îáðàçöîâ äåëàþò ïðàêòè÷åñêè íåäî-
ñòóïíûìè èññëåäîâàíèÿ ñ ïîìîùüþ ïðîñâå÷èâàþ-
ùåé âûñîêîâîëüòíîé ýëåêòðîííîé ìèêðîñêîïèè.
Íàèáîëåå ïîäõîäÿùèì â äàííîì ñëó÷àå ÿâëÿåòñÿ
ìåòîä äèôðàêöèè íåéòðîíîâ. Ïîëåçíàÿ èíôîðìà-
öèÿ ìîæåò áûòü òàêæå ïîëó÷åíà èç äèëàòîìåòðè-
÷åñêèõ è òåïëîôèçè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ.
Âûâîäû
1. Â ïîëèêðèñòàëëàõ òâåðäîãî ðàñòâîðà
In–4,3 àò.% Cd îáíàðóæåíî îáðàòèìîå íèçêîòåì-
ïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ïðåâðàùåíèå ãèñòåðåçèñ-
íîãî òèïà, ðåãèñòðèðóåìîå â àêóñòè÷åñêèõ, ðåçèñ-
òîìåòðè÷åñêèõ è ìèêðîìåõàíè÷åñêèõ èçìåðåíèÿõ
â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 175–290 Ê.
2. Ïåðåõîä â íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå
ñîñòîÿíèå ÿâëÿåòñÿ ñïîíòàííûì, ðàçìûò ïî òåì-
ïåðàòóðå è îòëè÷àåòñÿ áîëüøèì îñòàòî÷íûì ãèñ-
òåðåçèñîì. Ýòîò ïåðåõîä ñëîæíûì îáðàçîì êîí-
òðîëèðóåòñÿ òåðìîàêòèâèðîâàííûìè ïðîöåññàìè
çàðîæäåíèÿ è ðîñòà ÷àñòèö íèçêîòåìïåðàòóðíîé
óïîðÿäî÷åííîé ôàçû, î ÷åì ñâèäåòåëüñòâóþò ñèã-
ìîèäàëüíûé âèä êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ è íåìîíîòîííàÿ çàâèñèìîñòü âðå-
ìåíè ðåëàêñàöèè îò òåìïåðàòóðû.
3. Îáðàçóþùååñÿ â ðåçóëüòàòå ïðåâðàùåíèÿ
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ñòðóêòóðíîå ñîñòîÿíèå õà-
ðàêòåðèçóåòñÿ ñóùåñòâåííî áîëåå âûñîêèìè çíà-
÷åíèÿìè ìîäóëÿ Þíãà (óâåëè÷åíèå Å ñîñòàâëÿåò
∼ 27%), ìèêðîòâåðäîñòè è çàìåòíî ìåíüøèì îñòà-
òî÷íûì ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèåì (ρd óìåíüøàåòñÿ
ïðèìåðíî íà 30%).
4. Äëÿ âûÿñíåíèÿ äåòàëüíîé ìèêðîñêîïè÷åñ-
êîé êàðòèíû òàêîãî ñòpóêòópíîãî ïðåâðàùåíèÿ
Ðèñ. 13. Äèàãðàììà ñîñòîÿíèÿ ñïëàâà In–Cd ñî ñòîðî-
íû In: αk – òâåðäûé ðàñòâîð ñ ÃÖÊ ñòðóêòóðîé, αt –
òâåðäûé ðàñòâîð ñ ÃÖÒ ñòðóêòóðîé, øòðèõ-ïóíêòèð-
íûå âåðòèêàëüíûå ëèíèè ñîîòâåòñòâóþò êîíöåíòðàöè-
ÿì Cd, èçó÷åííûì â äàííîé ðàáîòå. 1 – ëèíèÿ ðàçäåëà
ôàç, óñëîâíî îáîçíà÷àåìàÿ â ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íè-
êàõ [1–4], 2 – ïîëîæåíèå ëèíèè ðàçäåëà ôàç, îòâå-
÷àþùåå ïîëó÷åííûì â íàñòîÿùåé ðàáîòå ðåçóëüòàòàì
(ñì. òåêñò).
Êèíåòèêà íèçêîòåìïåðàòóðíîãî ñòðóêòóðíîãî ïðåâðàùåíèÿ â òâåðäîì ðàñòâîðå
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6 665
òðåáóþòñÿ äàëüíåéøèå èññëåäîâàíèÿ, ãëàâíûì îá-
ðàçîì, ìåòîäàìè ïðÿìîãî ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ÷àñòè÷íîé ïîääåðæêå
Øâåéöàðñêîãî íàöèîíàëüíîãî íàó÷íîãî ôîíäà,
Ãðàíò ¹7UKPJ048645. Àâòîðû âûðàæàþò ïðè-
çíàòåëüíîñòü ïðîô. Ã. Êîñòîðöó è Þ. À. Ïîõèëó
çà ïîëåçíûå îáñóæäåíèÿ ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû.
1. Th. Heumann and B. Predel, Z. Metallkde. 53, 240
(1962).
2. F. A. Shunk, Constitution of Binary Alloys, Second
Supplement, McGraw-Hill Book Company, New
York (1971) (ðóññê. ïåð.: Ô. À. Øàíê, Ñòðóêòó-
ðû äâîéíûõ ñïëàâîâ, 2-å äîïîëíåíèå, Ìåòàëëóð-
ãèÿ, Ìîñêâà (1973) ).
3. À. Å. Âîë, È. Ê. Êàãàí, Ñòðîåíèå è ñâîéñòâà
äâîéíûõ ìåòàëëè÷åñêèõ ñèñòåì, ò. 3, Íàóêà,
Ìîñêâà (1976).
4. Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Vol. 2,
T. B. Massalski (ed. ), ASM International, Materi-
als Park, Ohio 44073, USA (1990).
5. S. V. Lubenets, V. D. Natsik, P. P. Pal-Val, L. N.
Pal-Val, and L. S. Fomenko, Mater. Sci. Eng.
A256, 1 (1998).
6. Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü,
Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî, Èçâ. ÐÀÍ, ñåð.
ôèçè÷. 64, 1718 (2000).
7. Á. ß. Ôàðáåð, Í. Ñ. Ñèäîðîâ, Â. È. Êðóãëîâ,
Þ. À. Èóíèí, À. Í. Èçîòîâ, Ã. À. Åìåëü÷åíêî,
Â. Ñ. Áîáðîâ, Ë. Ñ. Ôîìåíêî, Â. Ä. Íàöèê, Ñ. Â.
Ëóáåíåö, Ñâåðõïðîâîäèìîñòü 4, 2394 (1991).
8. Â. Ä. Íàöèê, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ñ. Í. Ñìèðíîâ,
Àêóñòè÷åñêèé æóðíàë 44, 640 (1998).
9. G. T. Meaden, Electrical Resistivity of Metals,
Plenum Press, New York (1965).
10. Á. Ã. Ëèâøèö, Â. Ñ. Êðàïîøèí, ß. Ë. Ëèíåöêèé,
Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ, Ìåòàë-
ëóðãèÿ, Ìîñêâà (1980).
11. J. W. Christian, in: Physical Metallurgy, R. W.
Cahn (ed.), North-Holland, Amsterdam (1965)
(ðóññê. ïåð.: Äæ. Ó. Êðèñòèàí, â êí.: Ôèçè÷åñêîå
ìåòàëëîâåäåíèå, âûï. 2, Ð. Êàí,(ðåä.) Ìèð, Ìîñ-
êâà (1968)).
12. J. W. Christian. The Theory of Transformations in
Metals and Alloys, Pergamon Press, Oxford (1975)
(ðóññê. ïåð.: Äæ. Êðèñòèàí. Òåîðèÿ ïðåâðàùåíèé
â ìåòàëëàõ è ñïëàâàõ, ÷. 1, Ìèð, Ìîñêâà
(1978)).
13. R. D. Doherty, in: Physical Metallurgy, Vol. 2,
R. W. Cahn and P. Haasen (eds. ), North Holland
Phys. Publ., Amsterdam (1983) (ðóññê. ïåð.: Ð. Ä.
Äîýðòè, â êí: Ôèçè÷åñêîå ìåòàëëîâåäåíèå, Ð. Ó.
Êàí è Ï. Õààçåí, (ðåä), Ìåòàëëóðãèÿ, Ìîñêâà
(1987)).
14. È. Í. Êèäèí, Ì. À. Øòðåìåëü, ÔÌÌ 11, 641
(1961).
15. W. Pfeiler, JOM 5, 14 (2000).
16. F. R. Burns and S. L. Quimby, Phys. Rev. 97, 1567
(1955).
The kinetics of low-temperature structural
transformation in In–4. 3 at.% Cd solid solution
S. V. Lubenets, V. D. Natsik, L. N. Pal-Val,
P. P. Pal-Val, and L. S. Fomenko
Further study of a reversible structural
transformation of the hysteretic type observed
earlier by the authors in In–4,3 at.% Cd alloy
at low-temperature thermocycling is carried
out. Within the hysteresis region (150–290 K)
the pronounced instability of macrophysical
characteristics of the alloy is found which
manifests itself on cooling or heating as a time
dependent dynamic Young’s modulus and elec-
trical resistivity of the samples at a constant
temperature. The kinetic effects are investi-
gated in details near the hysteresis boundaries
where the instability is most pronounced. Less
distinct evidence of the structural transforma-
tion is also observed in the temperature depend-
ence of microhardness of the alloy. It is found
that the structural transformation is governed
by the thermoactivated processes with different
characteristic relaxation times: the analytical
approximations of the kinetic curves and the
temperature dependence of relaxation times are
essentially different for the direct (on cooling)
and the reverse (on heating) phase transforma-
tions. Similarities and distinctions of the trans-
formation compared to the atomic rearrange-
ment processes known in the physics of alloys
are discussed. The relation between the struc-
tural transformation investigated and the phase
diagram of the In–Cd system is also considered.
Ñ. Â. Ëóáåíåö, Â. Ä. Íàöèê, Ë. Í. Ïàëü-Âàëü, Ï. Ï. Ïàëü-Âàëü, Ë. Ñ. Ôîìåíêî
666 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 6
|